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什么是嵌入式系统,学习嵌入式真的容易吗?

时间:2021-03-18 21:51:28   已访问:276次
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​一只老鸟的嵌入式系统基础知识总结,嵌入式学习必看,让你知道学习嵌入式到底怎么样?

要学习嵌入式,那必不可少的就要对嵌入式及嵌入式系统的基础知识要熟悉了解,分享一些我总结的一些嵌入式系统的基础知识,对你有用就是王道。

嵌入式系统基础知识我们首先要先分析一下,想要知道这个基础知识,那我就应该要知道嵌入式系统是什么呢,知道这个才可以进行下一个

什么是嵌入式系统

嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。他的核心就是有有一些微处理器或者单片机组成的。他的软件通常是暂时不变的,所以经常被称为“固件”。我来做个比喻,嵌入式系统就像是人的大脑一样,可以用来控制人的手脚,或者监控一些病变,他就是这样一个系统。对于一些带有数字接口的设备,如手表、微波炉、录像机、汽车等,都使用嵌入式系统,有些嵌入式系统还包含操作系统,但大多数嵌入式系统都是由单个程序实现整个控制逻辑。

一个嵌入式系统(本文所说的嵌入式系统包括ARM,DSP,单片机等,不包括FPGA、CPLD等)的开发至少涉及到硬件和软件两个部分。

1、从硬件上,将基于CPU的处围器件,整合到CPU芯片内部,比如早期基于X86体系结构下的计算机,CPU只是有运算器和累加器的功能,一切芯片要造外部桥路来扩展实现,象串口之类的都是靠外部的16C550/2的串口控制器芯片实现,而目前的这种串口控制器芯片早已集成到CPU内部,还有PC机有显卡,而多数嵌入式处理器都带有LCD控制器,但其种意义上就相当于显卡。

从软件上讲,就是在定制操作系统内核里将应用一并选入,编译后将内核下载到ROM中。而在定制操作系统内核时所选择的应用程序组件就是完成了软件的“嵌入”,比如WinCE在内核定制时,会有相应选择,其中就是Wordpad,PDF,MediaPlay等等选择,如果我们选择了,在CE启动后,就可以在界面中找到这些东西,如果是以前PC上将的windows操作系统,多半的东西都需要我们得新再装。

对上面这些概念是不是还是有点云里雾里的,那我来举个例子,让你更清楚的了解,硬件之数字电路:就比如CPU的外围电路,晶振,复位,扩展的eeprom等等,都不需要我们设计,直接根据芯片手册上的典型应用连接即可,变化也很少。但是如果要让这些芯片工作起来,开发者需要读懂用户手册,重点看操作芯片的流程图和时序图。电路和数字电路都很简单,不需要刻意去学习,更不需要多深入。只需要认识高低电平即可。这是硬件的简单介绍。

那软件方面的话,我举个例子,就是C语言的学习了,C语言功底一定要好,结构体,指针等需要熟练使用。嵌入式说白了就是用C语言操作硬件,C语言的水平决定了程序的效率。无论如何,C语言一定要学好。且不推荐汇编语言。

以上为嵌入式硬件与软件的一些基础知识,这还远远不够,重头戏来了:

嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统和应用程序组成,用于对其他设备的控制和监视或管理等功能。应用举例汽车中嵌入式系统包括,电子控制装置:车灯控制,车窗控制,门锁集中控制,空调控制,电控刹车,ABS控制,安全气囊控制,发动机控制,AT控制(自动变速器)。自动泊车系统,自动巡航系统,夜视系统,自动驾驶。车载电子装置:导航系统,汽车音响,电子娱乐系统,车载通信系统。

嵌入式最小硬件系统,嵌入式处理器,时钟电路,电源电路,复位电路,存储器,调试测试接口。前向通道,后向通道,人机交互通道,相互互联通道,最小系统。

嵌入式处理器由存储器、I/O设备、通信模块(USB、UART、以太网、Iic、CAN、)和电源等组成。

嵌入式系统开发流程:需求分析->体系结构设计->机械系统设计、硬件设计、软件设计->系统集成->系统测试。

嵌入式系统软件结构:简单轮询结构(简单循环,数字万用表),带中断的轮询结构(有中断,洗衣机),监控式操作系统+应用软件的结构(内核+多任务,车载设备),通用嵌入式操作系统+应用软件的结构(常用操作系统+中间件+应用软件,手机)。

设备驱动程序:设备的初始化,设备的打开和关闭,设备的读取和写入,设备状态的查询和设备控制操作。

内核结构分为单内核和微内核。单内核将各个模块整合在一起,模块间的相互通信通过直接调用其他模块的函数来实现,分为整体结构和分层结构。微内核仅将必须的基本功能(任务调度、任务间通信、低级存储管理、中断处理等)放入内核,其他功能(文件管理服务、网络通信服务、显示服务等)由在用户运行的服务来实现。

所以嵌入式系统的学习还是需要你把这些都掌握好,只有对这些都了解,你才能进行对嵌入式进一步的研究,这些都是我学习过程中总结的,可以学习借鉴哦。还有不妨可以看看嵌入式学习路线,让你的思路更加的清楚。


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