嵌入式系統(tǒng)的組成

嵌入式系統(tǒng)

嵌入式系統(tǒng)就是嵌入到對(duì)象體中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它的三要素是：嵌入、專用、計(jì)算機(jī)。嵌入性是指嵌入到對(duì)象體系中，有對(duì)象環(huán)境要求；專用性是指軟、硬件按對(duì)象要求進(jìn)行裁剪；計(jì)算機(jī)是指實(shí)現(xiàn)對(duì)象的智能化功能且以微處理器為核心的系統(tǒng)。

廣義地講，一個(gè)嵌入式系統(tǒng)就是一個(gè)具有特定功能或用途的計(jì)算機(jī)軟硬件集合體。即以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

嵌入式處理器

微控制器MCU

嵌入式微處理器MPU

DSP（Digital Signal Processor），是專門用于信號(hào)處理方面的處理器，其在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令算法方面進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，在數(shù)字濾波、FFT、頻譜分析等各種儀器上DSP獲得了大規(guī)模的應(yīng)用。

DSP是運(yùn)算密集處理器，一般用在快速執(zhí)行算法，做控制不是它的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。為了追求高執(zhí)行效率，不適合運(yùn)行操作系統(tǒng)，核心代碼使用匯編。

片上系統(tǒng)SoC

片上可編程系統(tǒng)SoPC

嵌入式系統(tǒng)組成

軟件層：

應(yīng)用層：文件系統(tǒng)/圖形用戶應(yīng)用程序接口等

OS層：實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）等

驅(qū)動(dòng)層：設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、HAL（硬件抽象層）、BSP（板級(jí)支持包）等

硬件層：

外圍設(shè)備：電源，時(shí)鐘，復(fù)位，F(xiàn)lash，SDRAM等

嵌入式處理器

名詞解釋

EPROM

可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器（Erasable Programmable Read Only Memory），是一種斷電后仍能保留數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存芯片——即非易失性的。一旦編程完成后，EPROM只能用強(qiáng)紫外線照射來擦除。通過封裝頂部能看見硅片的透明窗口，很容易識(shí)別EPROM，這個(gè)窗口同時(shí)用來進(jìn)行紫外線擦除?？梢詫PROM的玻璃窗對(duì)準(zhǔn)陽光直射一段時(shí)間就可以擦除。

SDRAM

SDRAM:Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，同步是指內(nèi)存工作需要同步時(shí)鐘，內(nèi)部的命令的發(fā)送與數(shù)據(jù)的傳輸都以它為基準(zhǔn)；動(dòng)態(tài)是指存儲(chǔ)陣列需要不斷的刷新來保證數(shù)據(jù)不丟失；隨機(jī)是指數(shù)據(jù)不是線性依次存儲(chǔ)，而是自由指定地址進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。

看門狗

在由單片機(jī)構(gòu)成的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，由于單片機(jī)的工作常常會(huì)受到來自外界電磁場(chǎng)的干擾，造成各種寄存器和內(nèi)存的數(shù)據(jù)混亂，會(huì)導(dǎo)致程序指針錯(cuò)誤，不在程序區(qū)，取出錯(cuò)誤的程序指令等，都會(huì)陷入死循環(huán)，程序的正常運(yùn)行被打斷，由單片機(jī)控制的系統(tǒng)無法繼續(xù)正常工作，會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)的陷入停滯狀態(tài)，發(fā)生不可預(yù)料的后果。

看門狗就是定期的查看芯片內(nèi)部的情況，一旦發(fā)生錯(cuò)誤就向芯片發(fā)出重啟信號(hào)的電路。看門狗命令在程序的中斷中擁有最高的優(yōu)先級(jí)。

Flash

flash是存儲(chǔ)芯片的一種，通過特定的程序可以修改里面的數(shù)據(jù)。flash存儲(chǔ)器又稱閃存，它結(jié)合了ROM和RAM的長處，不僅具備電子可擦除可編程（EEPROM）的性能，還可以快速讀取數(shù)據(jù)（NVRAM的優(yōu)勢(shì)），使數(shù)據(jù)不會(huì)因?yàn)閿嚯姸鴣G失。

can總線

控制器局域網(wǎng)總線（CAN，Controller Area Network）是一種用于實(shí)時(shí)應(yīng)用的串行通訊協(xié)議總線，它可以使用雙絞線來傳輸信號(hào)，是世界上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。

MIPS

MIPS（Million Instructions Per Second）：單字長定點(diǎn)指令平均執(zhí)行速度 Million Instructions Per Second的縮寫，每秒處理的百萬級(jí)的機(jī)器語言指令數(shù)。這是衡量CPU速度的一個(gè)指標(biāo)。

信號(hào)發(fā)生器

信號(hào)發(fā)生器是一種能提供各種頻率、波形和輸出電平電信號(hào)的設(shè)備。

機(jī)器周期

在計(jì)算機(jī)中，為了便于管理，常把一條指令的執(zhí)行過程劃分為若干個(gè)階段，每一階段完成一項(xiàng)工作。例如，取指令、存儲(chǔ)器讀、存儲(chǔ)器寫等，這每一項(xiàng)工作稱為一個(gè)基本操作。完成一個(gè)基本操作所需要的時(shí)間稱為機(jī)器周期。一般情況下，一個(gè)機(jī)器周期由若干個(gè)S周期（狀態(tài)周期）組成。通常用內(nèi)存中讀取一個(gè)指令字的最短時(shí)間來規(guī)定CPU周期，（也就是 計(jì)算機(jī)通過內(nèi)部或外部總線進(jìn)行一次信息傳輸從而完成一個(gè)或幾個(gè)微操作所需要的時(shí)間）），它一般由12個(gè)時(shí)鐘周期（振蕩周期）組成，也是由6個(gè)狀態(tài)周期組成。而振蕩周期=1秒/晶振頻率，因此單片機(jī)的機(jī)器周期=12秒/晶振頻率 。

MMU

MMU是Memory Management Unit的縮寫，中文名是內(nèi)存管理單元，它是中央處理器（CPU）中用來管理虛擬存儲(chǔ)器、物理存儲(chǔ)器的控制線路，同時(shí)也負(fù)責(zé)虛擬地址映射為物理地址，以及提供硬件機(jī)制的內(nèi)存訪問授權(quán)，多用戶多進(jìn)程操作系統(tǒng)。