嵌入式系统中央处理器(CPU)这类处理器通常作为嵌入式系统的核心部件,用于执行各种复杂的运算和数据处理任务。它们具有高性能、低功耗的特点,广泛应用于各种嵌入式设备和系统中。
目前主要的嵌入式处理器类型有Am186/8386EX、SC-400、PowerPC、68000、MIPS、ARM/StrongARM系列等。
嵌入式处理器目前主要有Aml86/8386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM系列等。嵌入式微控制器(Microcontroller Unit,MCU)嵌入式微控制器又称单片机,顾名思义,就是将整个计算机系统集成到一片芯片中。
目前市面上常见的嵌入式处理器有:ARM、PowerPC、MIPS、Motorola 68K、ColdFire(冷火)等,但ARM占据了绝对主流(资料说手机中几乎100%都是ARM处理器)。
目前,嵌入式处理器主要有Am186/8386EX、SC-400、Power PC、Motorola 68000、MIPS、ARM系列等。在32位嵌入式处理器市场主要有Motorola,ARM,MIPS,TI,Hitachi等公司, 有些生产通用微处理器的公司,象Intel、Sun和IBM等,也生产嵌入式的微处理器。
嵌入式系统中采用的 CPU 可以分成四类: 微控制器或 SoC,这是最为典型的。常用的有基于 PowerPC 内核的芯片,基于 ARM 内核的芯片,还有各种基于 SPARC 和 MIPS 内核的微控制器芯片。这些内 核大都是 RISC 的,不过也有 CISC 的芯片,如传统的 Intel 8051 等。
嵌入式系统的组成主要由:嵌入式硬件系统、嵌入式软件系统。(1)嵌入式硬件系统主要包括:嵌入式处理器、存储器、模拟电路、电源、接口控制器、接插件等 1)嵌入式处理器:是嵌入式系统的核心。嵌入式处理器与通用处理器最大的区别在于嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中。
由MCGS嵌入版生成的用户应用系统,其结构由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五个部分构成,如下图所示。窗口是屏幕中的一块空间,是一个“容器”,直接提供给用户使用。在窗口内,用户可以放置不同的构件,创建图形对象并调整画面的布局,组态配置不同的参数以完成不同的功能。
嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心,由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层组成。执行装置也称为被控对象,它可以接受嵌入式计算机系统发出的控制命令,执行所规定的操作或任务。
从硬件系统来看,嵌入式系统由哪几方面组成:嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统。硬件的简介:硬件(英文名Hardware)是计算机硬件的简称(中国大陆及香港用语,台湾叫作:硬体),是指计算机系统中由电子,机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。
1、嵌入式系统通常是面向特定应用的嵌入式CPU与通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中,它通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点,能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化,移动能力大大增强,跟网络的耦合也越来越紧密。
2、指代不同 通用处理器:指的是服务器用和桌面计算用CPU芯片。嵌入式处理器:是嵌入式系统的核心,是控制、辅助系统运行的硬件单元。
3、最大不同就是嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中,通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点;能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化,移动能力大大增强,跟网络的耦合也越来越紧密。
4、主要是应用领域不用,结构不同,总体来说,通用的CPU,性能好,但散热和稳定性问题依旧存在;嵌入式的CPU,性能更差,但是散热很低,稳定性好能耗低。嵌入式处理器包括DSP(数字信号处理器),EMPU(嵌入式微处理器),MCU(嵌入式微控制器)。而通用CPU的体系结构随不同的公司而异。
嵌入式系统中采用的 CPU 可以分成四类: 微控制器或 SoC,这是最为典型的。常用的有基于 PowerPC 内核的芯片,基于 ARM 内核的芯片,还有各种基于 SPARC 和 MIPS 内核的微控制器芯片。这些内 核大都是 RISC 的,不过也有 CISC 的芯片,如传统的 Intel 8051 等。
微控制器类型处理器 这类处理器也被称为单片机,它将计算机的主要功能集成在一个芯片上,具有低成本、高可靠性的特点。微控制器处理器广泛应用于各种智能设备和工业控制系统中。数字信号处理器(DSP)DSP处理器主要用于处理数字信号,如音频、视频等。
cpu 可以分成四类:微控制器或 soc,这是最为典型的。常用的有基于 powerpc 内核的芯片,基于 arm 内核的芯片,还有各种基于 sparc 和 mips 内核的微控制器芯片。这些内 核大都是 risc 的,不过也有 cisc 的芯片,如传统的 intel 8051 等。
嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU)嵌入式处理器的基础是通用CPU,在应用中,将微处理器装配在专门设计的电路板上,只保留和嵌入式应应用有关的母板功能,这样可以大幅度减少系统体积和功耗。
目前主要的嵌入式处理器类型有Am186/8386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM/ StrongARM系列等。其中Arm/StrongArm是专为手持设备开发的嵌入式微处理器,属于中档的价位。
1、确定需求 在设计嵌入式系统之前,首先需要明确系统的需求。这包括系统的功能、性能要求、输入输出接口、通讯方式等。通过与用户和相关利益相关者的沟通,确定系统的功能和性能需求,为后续的设计工作打下基础。选择处理器架构 嵌入式系统的处理器架构是设计的核心。
2、嵌入式系统开发流程 系统需求分析:根据需求,确定设计任务和设计目标,指定设计说明书。体系结构设计:描述系统如何实现所述的功能需求,包括对硬件、软件和执行装置的功能划分以及系统的软件、硬件选型。硬件/软件协同设计:基于体系结构的设计结果,对系统的硬件、软件进行详细设计。
3、基于硬件设计和系统需求,进行软件设计。确定软件架构和模块划分,定义系统的各个模块和功能。选择适当的编程语言和开发工具,如C、C++、汇编语言等。开发软件 根据软件设计,开始编写和开发嵌入式软件。实现各个模块的功能,包括设备驱动程序、算法实现、用户界面等。
4、嵌入式系统设计和开发流程一般分为以下几个阶段;产品定义(即系统需求分析阶段、规格说明阶段)、硬件和软件划分、迭代与实现、详细硬件与软件设计、硬件与软件集成、系统测试和系统维护与升级。
5、首先,开发者需要对软件系统进行概要设计,即系统设计。概要设计需要对软件系统的设计进行考虑,包括系统的基本处理流程、系统的组织结构、模块划分、功能分配、接口设计、运行设计、数据结构设计和出错处理设计等,为软件的详细设计提供基础。
系统内核小。嵌入式系般是应用于小型电子装置的,资源相对有限,所以内核较之传统的操作系统要小。专用强。嵌入式系统的个化强,其中的软件系统和硬件的结合紧密,一般硬件系统要进行的移植,即使同一品牌、同一系列的产品中也需根据系统硬件的变化和增减进行修改。
专用性很强:嵌入式操作系统的优势在于个性化很强,其中的软件系统和硬件的结合非常紧密,一般要针对硬件进行系统的移植,即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。同时针对不同的任务,往往需要对系统进行较大更改,程序的编译下载要和系统相结合。
嵌入式系统是一种特殊类型的计算机系统,其主要特征是具有严格的功能限制和资源限制。嵌入式系统的主要特点如下:小型化:嵌入式系统通常需要体积小、功耗低的硬件平台。这使得它们适用于许多不同的应用领域,如医疗设备、交通工具、智能家居等等。实时性:嵌入式系统必须能够在规定的时间内完成其任务。
高度集成性 实时响应能力强 、功耗低且可定制性强。系统稳定性高。软件代码要求高。可扩展性和模块化设计。与其他技术融合性强。具有强大的硬件支持能力。具有强大的软件支持能力。具有广泛的应用领域适应性。
固化代码。在嵌入式系统中,嵌入式操作系统和应用软件被固化在嵌入式系统计算机的ROM中。7)更好的硬件适应性,也就是良好的移植性。 8)嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起,它的升级换代也是和具体产品同步进行,因此嵌入式系统产品一旦进入市场,具有较长的生命周期。