IEEE（电气和电子工程师协会）对嵌入式系统的定义：用于控制、监视或协助机器和设备操作的设备。
国内通用的定义：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适用于对应用系统的功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。
1.2 嵌入式系统的特点
嵌入式的主要特点是：专用性、体积小、功耗低、成本低、稳定性高、实用性强、技术密集、生命周期长、非垄断等。
1.3 应用领域
1 新能源
2 智能硬件
3 汽车电子
4 工业控制
5 互联网/物联网
6 仪器仪表/工业自动化
7 通讯/电信/网络设备等
1.4 嵌入式系统架构
嵌入式系统的硬件层一般由嵌入式处理器、存储器、人机界面、复位/看门狗电路、I/O接口电路等组成。 它是整个系统运行的基础。 通过人机界面和I/O接口 实现与外界的通信。
1.4.1 硬件架构
嵌入式系统的硬件架构以嵌入式处理器为核心，由存储器、外围设备、通信模块、电源、复位等必要的辅助接口组成。
1.4.2 软件层
嵌入式系统的软件结构一般有三个层次：设备驱动层、操作系统层、应用层（包括用健抽象层和应用程序）。 由于嵌入式系统的多样性，软件部分需要根据不同的硬件电路和嵌入式系统应用的特点进行定制。
1.设备驱动层
一般由：板级支持包、驱动程序组成。
功能：为上层程序提供外围设备的操作接口，实现设备驱动程序。
1）Board support package（板支持包）
主板硬件和嵌入式系统操作系统中的驱动程序之间的一层。 BSP为上层驱动程序提供了访问硬件的寄存器函数包。
BSP可分为以下三大功能：
(1)系统上电时硬件初始化。 例如：为系统内存、寄存器和设备设置中断。
(2)为嵌入式系统访问硬件驱动程序提供支持。
(3)集成硬件相关和硬件无关的嵌入式操作系统所需的模块。
2) 司机
嵌入式操作系统只有安装了驱动程序才能操作硬件平台，驱动程序控制嵌入式操作系统与硬件之间的交互。 驱动程序提供了一组嵌入式操作系统可以理解的抽象接口函数。
2.操作系统层
嵌入式操作系统是支持嵌入式系统应用的操作系统软件，是嵌入式系统的重要组成部分。 嵌入式操作系统通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等。嵌入式操作系统具有通用操作系统的基本特征。
一般来说，嵌入式开发操作系统可以分为两类。 一是面向控制、通信等领域的嵌入式实时操作系统（RTOS），如VxWorks、PSOS、QNX、mCOS-Ⅲ、RT-Thread、FreeRTOS等； 另一类是消费电子产品的嵌入式非实时操作系统，如Linux、Android、iOS等。此类产品包括智能手机、机顶盒、电子书等。
3.应用层 1）硬件抽象层
硬件抽象层本质上是一组运行在硬件上的API接口，是对硬件功能进行抽象的结果。 硬件抽象层通过API向嵌入式操作系统和应用程序提供服务。但是，Windows和Linux操作系统下硬件抽象层的定义是不同的。
2）申请
应用程序是在操作系统上开发并运行的程序，用于完成一项或多项特定任务，如文件操作、图形操作等。在操作系统上编写应用程序一般需要一些应用程序编程接口。 应用程序编程接口（API），也称为应用程序编程接口，是连接软件系统不同组件的约定。
1.5 存储系统 1.5.1 嵌入式处理器的分类
1.ARM内核微处理器
主流。 它占据了移动应用市场的绝大多数市场份额。
包括ARM7系列、ARM9系列、ARM9E系列、ARM10E系列、SecurCore、ARM11、Cortex-A系列等。
ARM 是一家只销售知识产权（IP）的公司。 目前购买ARM内核授权的大公司有很多，包括华为、高通、苹果、三星、ST、NXP、TI等，它们都是基于ARM内核的。 设计并形成了自己的处理器。
2.嵌入式微控制器MCU
微控制器芯片集成了ROM/EPROM、RAM、总线逻辑、定时器/计数器、看门狗、I/O、串口、脉宽调制输出、A/D、D/A、Flash、EEPROM等各种必要的功能。和外围设备。
嵌入式微控制器是目前品种最多、数量最多的。 比较有代表性的通用系列有8051、AVR、PIC、ARM Cortex-M等。
3.数字信号处理器DSP
DSP处理器主要用于信号处理。 它在系统结构上有特殊的设计，在数字滤波、FFT、频谱分析等密集数学运算领域有大规模应用。
DSP一般用于快速执行算法，难以控制。 为了追求高执行效率，不适合运行操作系统，核心代码采用汇编。
嵌入式DSP处理器比较有代表性的产品是Texas Instrument的TMS320系列和Analog的ADSP系列。
4. 嵌入式SoC
利用可编程逻辑技术将整个系统放在一块硅芯片上，称为SOPC。 可编程芯片系统（SOPC）是一种特殊类型的嵌入式系统。
单片机完成整个系统的主要逻辑功能。
基于FPGA的SoPC技术是当前嵌入式系统设计的发展趋势之一。
1、Altera的FPGA交叉使用ARM、MIPS、Nios等多核。
2. Xilinx的FPGA嵌入PowerPC结构处理器中。
1.5.2 存储系统
存储器的主要作用是存储程序和各种数据，并在计算机运行过程中自动、高速地存取程序或数据。 嵌入式系统的操作围绕着存储在存储器中的指令和数据。 存储系统在嵌入式系统中的作用非常重要。 存储系统需要根据应用和设计要求选择合适的存储器。
随机存取存储器（RAM、易失性存储器）
随机存取是指可以根据需要取出或存储随机存取存储器（RAM）存储单元的内容。 读写速度非常快，且速度与存储单元的位置无关。 当断电时RAM将丢失其存储内容。 RAM主要用于存储短期使用的程序。
(1)静态随机存取存储器(SRAM)
(2)动态随机存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)
(3)同步动态随机存取存储器(SDRAM)
2.只读存储器（ROM、非易失性存储器）
只读存储器（ROM）中存储的数据断电后不会丢失。 ROM主要用来存储程序和一些数据（常数、系数等）。 其中存储的数据只能读取，不能更改。 需要特定的方法来擦除和刻录数据。
(1) 只读存储器 (ROM)。
ROM内部的数据是在ROM制造过程中使用特殊方法烧录的，一般无法擦除或修改。
(2) 电可擦除可编程ROM (EEPROM)。
一般采用特定的指令来擦除和修改存储的内容，通常以页的形式，并不需要擦除所有的数据。
3、闪存（闪存、非易失性存储器）
闪存又称闪存，是一种电可擦除ROM，使用上与EEPROM类似。 但两者的寻址方式不同，存储单元的结构也不同。 Flash存储器的电路结构更简单，相同容量占用芯片面积更小，成本也比EEPROM低。 闪存分为NOR闪存和NAND闪存。
(1) NOR 闪存。
它有自己的地址线和数据线，可以采用类似于Memory的随机存取方式，但擦除仍然要分块进行，并且不能进行预写操作。 NOR Flash存储器可以在芯片内部执行，因此NOR Flash存储器可以直接用作执行程序存储器。
(2)NAND闪存。
数据、地址和控制线都是共享的，数据不能线性访问。 需要软件区控制读取时序，按页读取，按块擦除，不适合片上执行。但存储密度较高，所以主要用于海量数据存储
(4) eMMC（嵌入式多媒体卡）存储器。
采用统一的MMC标准接口，将高密度NAND Flash存储器和MMC控制器封装在一个BGA芯片中。 eMMC 内存速度快且可扩展，主要用作固态硬盘。 1.5.3 输入/输出接口
嵌入式系统中的1/O接口是指用于将各种集成电路与其他外围设备互连的通信通道或总线，负责处理器与外围设备之间的信息交换。 目前嵌入式系统中常用的通用设备接口有GPIO接口（通用可编程接口）、UART接口（通用串行通信接口）、Ethernet接口（以太网接口）、USB接口（通用串行总线接口）、I2C接口（现场总线接口） ）、I2S接口、SPI接口（串行外设接口）、CAN总线接口、蓝牙接口（蓝牙接口）、Camera Link接口、SD卡接口等。
嵌入式操作系统特点
完成一定的或有限的功能。
在性能和实时性方面存在严重的限制。
成本和可靠性通常是影响设计的重要因素。
占用资源少，连接方便。
系统功能可以根据需要进行定制和调整，以满足最终产品的设计要求。
