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廠里硬件高手分享嵌入式基礎

發(fā)表時間：2020-09-24 09:34:45 人氣：6721

1.嵌入式系統(tǒng)的定義

一種完全嵌入受控器件內(nèi)部，為特定應用而設計的專用計算機系統(tǒng)。其核心由一個或幾個預先編程以用來執(zhí)行少數(shù)幾項任務的微處理器或者微控制器組成。所有帶有數(shù)字接口的設備都使用嵌入式系統(tǒng)，所有帶有數(shù)字接口的設備都使用嵌入式系統(tǒng)，如手表，微波爐，錄像機，汽車等。

2. 嵌入式系統(tǒng)發(fā)展

1)單片微型計算機(SCM)階段,即單片機時代：系統(tǒng)功能由匯編語言實現(xiàn)。這一時代系統(tǒng)硬件：單片機。軟件：無操作系統(tǒng)。主要特點：系統(tǒng)結構相對單一，處理效率低，存儲容量十分有限，幾乎無用戶接口。

2)微控制器(MUC)階段,:主要技術方向：不斷擴展對象系統(tǒng)要求的各種外圍電路和接口電路，突顯其對象的智能化控制能力這一階段基礎：嵌入式微處理器。這一階段核心：簡單操作系統(tǒng)。主要特點：硬件使用嵌入式微處理器，微處理器的種類繁多，通用性弱；系統(tǒng)開銷小，效率較高。

3)片上系統(tǒng)(SOC):主要特點：嵌入式系統(tǒng)能夠運行于各種不同的微處理器上，兼容性好，操作系統(tǒng)的內(nèi)核小，效果好。

4)internet為標志的嵌入式系統(tǒng)：嵌入式網(wǎng)絡化主要表現(xiàn)：一方面是嵌入式處理器集成了網(wǎng)絡接口另一方面是嵌入式設備應用于網(wǎng)絡環(huán)境中。

3. 實時系統(tǒng)

指能夠在指定或者確定的時間內(nèi)完成系統(tǒng)功能和外部或內(nèi)部，同步或異步時間作出響應的系統(tǒng)。實時系統(tǒng)應該具有在事先定義的時間范圍內(nèi)識別和處理離散事件的能力；系統(tǒng)能夠處理和存儲控制系統(tǒng)所需要的大量數(shù)據(jù)。

4. 實時性分類

1)硬實性：應用的最大需求能夠得到完全滿足，否則會造成重大事故

2)軟實性：某些應用雖然提出時間要求，但是實時任務偶爾違反這種要求不會對系統(tǒng)運行或環(huán)境造成嚴重影響。或者也可以理解成，軟實行對運行時間沒有嚴格的卡死，而是安排了在運行時間里實時任務能夠按優(yōu)先級執(zhí)行的順序執(zhí)行。特點：

a)可預測性：系統(tǒng)對實時任務的執(zhí)行時間進行判斷，確定是否能夠滿足任務的時限要求。

i.分類：硬件延遲的可預測性

ii.軟件系統(tǒng)的可預測性（應用程序和響應時間）

iii.操作系統(tǒng)的可預測性（實時原語，調度函數(shù)等運行開銷有限，以保證應用程序執(zhí)行時間的有界性）

b)可靠性：提高可靠性方法：靜態(tài)分析，保留資源，冗余配置等使系統(tǒng)在最壞情況下都能正常工作或避免損失。

c)交互作用：外部物理環(huán)境（通常是被控子系統(tǒng)）是實時系統(tǒng)不可缺少的組成部分，計算機系統(tǒng)一般是控制系統(tǒng)。兩者相互作用構成完整的實時系統(tǒng)。

5. 嵌入式微處理器體系結構

1)馮諾依曼體系結構。

2)哈佛體系結構。