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嵌入式主要有哪些部分組成?嵌入式需要學(xué)習(xí)什么?

時(shí)間:2023-04-18 14:38:38來源:21ic電子網(wǎng)

導(dǎo)語:?雖然嵌入式系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用,但每個(gè)人對于嵌入式的理解,都會(huì)有不同的理解。為增進(jìn)大家對嵌入式的認(rèn)識(shí),本文將對嵌入式系統(tǒng)的主要組成以及嵌入式需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容予以介紹。

  一、嵌入式系統(tǒng)主要組成

  1、處理器內(nèi)核

  嵌入式系統(tǒng)的心臟是處理器內(nèi)核。處理器內(nèi)核從一個(gè)簡單便宜的8位微控制器,到更復(fù)雜的32位或64位微處理器,甚至多個(gè)處理器。嵌入式設(shè)計(jì)人員必須為能夠滿足所有功能和非功能時(shí)限、要求的應(yīng)用選擇成本最低的設(shè)備。

  2、模擬I/O

  D/A和A/D轉(zhuǎn)換器是用來從環(huán)境中搜集數(shù)據(jù)并反饋的。嵌人式設(shè)計(jì)人員必須了解需要從環(huán)境中搜集數(shù)據(jù)的類型、數(shù)據(jù)的精度要求和輸入/輸出數(shù)據(jù)的速率,以便為應(yīng)用程序選擇合適的轉(zhuǎn)換器。嵌入式系統(tǒng)的反應(yīng)特性受外部環(huán)境決定。嵌入式系統(tǒng)必須有足夠快的速度跟上環(huán)境變化,以此來模擬信息,例如光、聲壓或加速度被感知并輸入到嵌入式系統(tǒng)中。

  3、傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)

  傳感器一般從環(huán)境中感知模擬信息。執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過某些方式控制環(huán)境。

  4、用戶界面

  這些界面可以像LED屏一樣簡單,也可以像工藝精良的手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)的屏幕那樣復(fù)雜。

  5、應(yīng)用程序的特定入口

  類似于ASIC或者FPGA的硬件加速,是用來加速在應(yīng)用程序中有高性能要求的特定功能模塊。嵌入式設(shè)計(jì)師必須利用加速器獲得最大的應(yīng)用程序性能,來對程序進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕I劃或分區(qū)。

  6、軟件

  在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中軟件是一個(gè)重要的部分。在過去幾年,嵌入式軟件的數(shù)量已經(jīng)增長得比摩爾定律還快,幾乎是每十個(gè)月就成倍增長。嵌入式軟件在某些方面性能、存儲(chǔ)器和功耗、經(jīng)常被優(yōu)化。越來越多的嵌入式軟件通過高級(jí)語言來編寫,如C/C++。而更多的性能關(guān)鍵的代碼段仍然使用匯編語言來編寫。

  7、存儲(chǔ)器

  存儲(chǔ)器是嵌入式系統(tǒng)中重要的部分,嵌入式程序可以在沒有RAM或ROM的情況下運(yùn)行。有許多易失的和非易失的存儲(chǔ)器用于嵌入式系統(tǒng)中,關(guān)于此內(nèi)容在書的后面會(huì)有更多的說明。

  8、仿真和診斷

  嵌入式系統(tǒng)很難看見或接觸到。調(diào)試的時(shí)候需要接口與嵌入式系統(tǒng)相連。診斷端口,如JTAG聯(lián)合測試行動(dòng)組、就常常用于調(diào)試嵌入式系統(tǒng)。片上仿真能用來提供應(yīng)用程序的可見性行為。這些仿真模塊能可視化地提供運(yùn)行時(shí)的行為和性能,實(shí)際上由板上的自診斷能力取代了外部邏輯分析儀的功能。

  二、嵌入式系統(tǒng)學(xué)什么

  嵌入式系統(tǒng)的核心主要什么內(nèi)容?在我們初學(xué)嵌入式開發(fā)的時(shí)候,總會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問題。那就是C語言和嵌入式C編程有什么區(qū)別?而嵌入式工程師一般都會(huì)告訴你,其區(qū)別在于嵌入式的C語言是跑在嵌入式的開發(fā)板上的,CPU和電腦不一樣,所以編譯器也是不一樣的,生成的可執(zhí)行程序也是不一樣的。不同于一般形式的軟件編程,基于特定的硬件平臺(tái)嵌入式系統(tǒng)編程的,勢必要求其編程語言具備較強(qiáng)的硬件直接操作能力。嵌入式系統(tǒng)的核心主要什么內(nèi)容?

  1、嵌入式系統(tǒng)為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性,嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲(chǔ)器芯片或單片機(jī)本身中,而不是存貯于磁盤等載體中。

  2、嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須地設(shè)計(jì),量體裁衣、去除冗余,力爭在同樣的硅片面積上實(shí)現(xiàn)更高的性能,這樣才能在具體應(yīng)用中對處理器的選擇更具有競爭力。

  3、嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物。這一點(diǎn)就決定了它必然是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識(shí)集成系統(tǒng)。

  4、嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開發(fā)能力,即使設(shè)計(jì)完成以后用戶通常也是不能對其中的程序功能進(jìn)行修改的,必須有一套開發(fā)工具和環(huán)境才能進(jìn)行開發(fā)。

  5、嵌入式系統(tǒng)通常是面向特定應(yīng)用的嵌入式CPU,與通用型的不同就是嵌入式CPU大多工作在為特定用戶群設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中,它通常都具有低功耗、體積小、集成度高等特點(diǎn),能夠把通用CPU中許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部,從而有利于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)趨于小型化,移動(dòng)能力大大增強(qiáng),跟網(wǎng)絡(luò)的耦合也越來越緊密。

  6、嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起,它的升級(jí)換代也是和具體產(chǎn)品同步進(jìn)行,因此嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進(jìn)入市場,具有較長的生命周期。

標(biāo)簽: 嵌入式系統(tǒng)

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