嵌入式
首先,让我们了解嵌入性。 嵌入式一般指嵌入式系统,嵌入式开发指嵌入式系统的开发。 IEEE(电气和电子工程师协会)将嵌入式系统定义为:“用于控制、监视或协助机器和设备操作的设备”。 国内学术界的定义比较具体,也更容易理解:嵌入式系统以应用为中心,以计算机技术为基础。 软件和硬件可以定制,并适合功能、可靠性、成本、体积和功耗。 具有严格要求的专业计算机系统。
以应用为中心意味着嵌入式系统具有明确的实际用途。 基于计算机技术,意味着它实际上是一种特殊的计算机。 软硬件均可定制,说明其具有很强的灵活性和可定制性。
专用计算机系统,“专用”对应于“通用”。 我们常用的个人电脑、笔记本电脑和数据中心服务器可以用于多种用途,被称为“通用计算机系统”。
嵌入式系统具体应用在哪些“特殊”方向?
举例如下:
微控制器
嵌入式系统的核心是嵌入式处理器。 嵌入式处理器一般分为以下典型类型:
嵌入式微控制器MCU(微控制单元)
MCU内部集成了ROM/RAM、总线逻辑、定时器/计数器、看门狗、I/O、串口、A/D、D/A、FLASH等,典型代表有8051、8096、C8051F等。
嵌入式DSP处理器(数字信号处理器)
DSP处理器专门用于信号处理,在系统结构和指令算法上进行了专门设计。 它广泛应用于数字滤波、FFT、频谱分析等领域。 典型代表是TI(德州仪器)的TMS320C2000/C5000系列。
嵌入式微处理器MPU(微处理器单元)
MPU由通用处理器演变而来,具有高性能,并具有丰富的外围组件接口。 典型代表有AM186/88、386EX、SC-400、PowerPC、MIPS、ARM系列等。
此外,还有嵌入式片上系统SoC(System on Chip)和可编程片上系统SoPC(System on a Programmable Chip)。
我们的微控制器属于上面提到的第一种类型——MCU(嵌入式微控制器)。
单片机又称单片机,英文名为Single-Chip Microcomputer。 它实际上是一种集成电路芯片,采用超大规模集成电路技术,将CPU、RAM、ROM、输入输出和中断系统、定时器/计数器等功能塞进一个硅芯片中,使之成为一个超大规模集成电路芯片。 -小型电脑。
微控制器技术诞生于 20 世纪 70 年代末。 早期是4位,后来发展到8位、16位、32位。 它在 8 位时代真正崭露头角。 8位单片机功能强大,广泛应用于工业控制、仪器仪表、家电、汽车等领域。
我们研究单片机时,经常会听到两个词——51单片机和STM32。 让我解释一下它们是什么。
51单片机实际上是一系列单片机的统称。 该系列单片机兼容Intel 8031指令系统。 它们的祖先是Intel的8004微控制器。
STM32是意法半导体推出的基于ARM Cortex-M内核的通用微控制器。
STM32的硬件配置可以满足大部分物联网的开发需求。 开发工具和相关文档齐全,成为学习单片机的首选。
嵌入式和微控制器的区别
从前面的介绍来看,嵌入式系统是一个大类,而微控制器是一个重要的子类。 嵌入式系统就像一台完整的计算机,而微控制器更像是一台没有外设的计算机。 过去,微控制器包含的东西并不多,两者之间的硬件差异也很明显。 然而,随着半导体技术的快速进步,现在可以将各种硬件功能集成到微控制器中。 因此,嵌入式系统和微控制器之间的硬件差异越来越小,分界线也越来越模糊。 因此,人们倾向于对软件进行区分。
在软件方面,业界常常假设芯片没有MMU(内存管理单元),因此不支持虚拟地址。 只能裸运行或运行RTOS(实时操作系统,如ucos、Huawei LiteOS、RT-Thread、freertos等)系统的称为微控制器(如STM32、NXP LPC系列、NXP imxRT1052系列等)。 )。 拥有芯片自带的MMU,可以支持虚拟地址,并且可以运行Linux、Vxworks、WinCE、Android等“高级”操作系统的系统称为嵌入式。
在某种程度上,微控制器本身变得足够强大,可以用作嵌入式系统。 它的成本较低,开发和维护的难度也相对较小,特别是对于更有针对性的应用程序。 理论上,嵌入式系统性能更强,应用更广泛,但复杂度高,开发难度大。