嵌入式系统基础知识

电子

嵌入式系统用于大量电子设备，它们的设计涉及到硬件和软件技术。随着计算机技术的进步，其技术也越来越多地嵌入到越来越多的电子产品中。

嵌入式系统提供的功能是使电子设备具有比仅使用硬件技术时更大的能力。因此，嵌入式系统可用于各种电子设备和小工具中。从电子计时器等项目中的少量处理，到游戏控制台甚至主要工厂和其他工业系统等更复杂的嵌入式系统。
该技术的名称源于软件嵌入到特定应用程序中的事实。嵌入式系统不像PC或其他可以运行各种程序并完成大量任务的计算机，而是使用嵌入式软件的项目集中在一个特定任务或应用程序上。
为了满足这种需要，使用嵌入式技术的项目预装了其软件，尽管可能不时进行更新。

嵌入式系统基础知识

对于许多基于处理器的系统和计算机，定义嵌入式系统是有用的。嵌入式系统的一个简单的定义是：嵌入式系统是产品中包含的任何未被描述为计算机的计算机系统。

使用此嵌入式系统定义，可以了解各种基本特征之一。通常它们是：

嵌入式系统专为特定任务而设计。虽然它们使用计算机技术，但它们不能用作使用各种不同程序执行不同任务的通用计算机。通过这种方式，他们的功能可以集中在他们需要做的事情上，并且因此可以使它们更便宜和更有效。

嵌入式系统的软件通常称为固件。用于嵌入式系统的单个程序通常存储在芯片上而不是存储在可以存储许多程序的盘上，并且它被称为固件。

嵌入式系统包含两个主要元素：

嵌入式系统硬件：与任何电子系统一样，嵌入式系统需要运行的硬件平台。硬件将基于微处理器或微控制器。嵌入式系统硬件还将包含其他元素，包括内存，输入输出（I / O）接口以及用户界面和显示。

嵌入式系统软件：编写嵌入式系统软件以执行特定功能。它通常以高级格式编写，然后向下编译以提供可以存储在硬件内的非易失性存储器内的代码。

嵌入式系统硬件：使用嵌入式系统时，可以选择使用微控制器或微处理器。

基于微控制器的系统：微控制器本质上是CPU，中央处理器单元或具有集成存储器或外围设备的处理器。由于需要更少的外部组件，使用微控制器的嵌入式系统往往被更广泛地使用

基于微处理器的系统：微处理器包含CPU，但使用外部芯片用于存储器和外围接口。由于它们需要更多的板上设备，但它们允许更多的扩展和选择精确的外围设备等，这种方法往往用于更大的嵌入式系统。

无论嵌入式系统中使用何种类型的处理器，它都可以是用于特定应用的许多高度专用处理器之一的非常通用类型。在某些情况下，如果数量足够高，定制设计的芯片对于特定应用可能是可行的。标准类专用处理器的一个常见示例是数字信号处理器DSP。这种类型的处理器尤其用于处理音频和图像文件。由于它们可以用在诸如移动电话等的应用中，因此需要非常快速地进行处理。

嵌入式系统软件：任何嵌入式系统的关键元素之一是用于运行微控制器的软件。

可以通过多种方式编写：

机器代码：机器代码是用于处理器单元的最基本代码。代码通常采用十六进制代码，并为处理器的每个操作提供基本指令。目前，这种形式的代码很少用于嵌入式系统。

编程语言：编写机器代码非常费力且耗时。很难理解和调试。为了克服这个问题，经常使用高级编程语言。通常使用包括C，C ++等语言。

嵌入式系统的代码通常存储在处理器板上保持的非易失性存储器的形式上。该代码称为固件，其理念是它不会像软件一样更新，被保存在嵌入式系统中，并且用户无法更改。通常可以更新软件，但这可能意味着更改固件所在的存储卡，或者以其他方式更新。

通常可以使用其他工具来帮助开发固件。程序通常会变得复杂，有必要确保嵌入式系统的固件正确运行。