什么是嵌入式系統(tǒng)

　　嵌入式系統(tǒng)是一種“完全嵌入受控器件內(nèi)部，為特定應(yīng)用而設(shè)計的專用計算機(jī)系統(tǒng)”，根據(jù)英國電氣工程師協(xié)會的定義，嵌入式系統(tǒng)為控制、監(jiān)視或輔助設(shè)備、機(jī)器或用于工廠運(yùn)作的設(shè)備。與個人計算機(jī)這樣的通用計算機(jī)系統(tǒng)不同，嵌入式系統(tǒng)通常執(zhí)行的是帶有特定要求的預(yù)先定義的任務(wù)。由于嵌入式系統(tǒng)只針對一項特殊的任務(wù)，設(shè)計人員能夠?qū)λM(jìn)行優(yōu)化，減小尺寸降低成本。嵌入式系統(tǒng)通常進(jìn)行大量生產(chǎn)，所以單個的成本節(jié)約，能夠隨著產(chǎn)量進(jìn)行成百上千的放大。

　　嵌入式系統(tǒng)是用來控制或者監(jiān)視機(jī)器、裝置、工廠等大規(guī)模設(shè)備的系統(tǒng)。國內(nèi)普遍認(rèn)同的嵌入式系統(tǒng)定義為：以應(yīng)用為中心，以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)系統(tǒng)。通常，嵌入式系統(tǒng)是一個控制程序存儲在ROM中的嵌入式處理器控制板。事實上，所有帶有數(shù)字接口的設(shè)備，如手表、微波爐、錄像機(jī)、汽車等，都使用嵌入式系統(tǒng)，有些嵌入式系統(tǒng)還包含操作系統(tǒng)，但大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)都是由單個程序?qū)崿F(xiàn)整個控制邏輯。

　　嵌入式系統(tǒng)的核心是由一個或幾個預(yù)先編程好以用來執(zhí)行少數(shù)幾項任務(wù)的微處理器或者單片機(jī)組成。與通用計算機(jī)能夠運(yùn)行用戶選擇的軟件不同，嵌入式系統(tǒng)上的軟件通常是暫時不變的；所以經(jīng)常稱為“固件”。

　　嵌入式系統(tǒng)的架構(gòu)

　　嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知識介紹

　　一個嵌入式系統(tǒng)（本文所說的嵌入式系統(tǒng)包括ARM，DSP，單片機(jī)等，不包括FPGA、CPLD等）的開發(fā)至少涉及到硬件和軟件兩個部分。

　　硬件之數(shù)字電路

　　首先硬件部分，一款嵌入式電路板上，絕大部分的數(shù)字電路，處理的也是數(shù)字信號，所以要有數(shù)字電路的基礎(chǔ)，而電路理論又是數(shù)字電路的基礎(chǔ)，所以電路理論和數(shù)字電路就成了學(xué)習(xí)嵌入式的基礎(chǔ)，也是以后開發(fā)必備的技術(shù)。但是電路和數(shù)字電路都很簡單，不需要刻意去學(xué)習(xí)，更不需要多深入。只需要認(rèn)識高低電平即可。關(guān)于這部分硬件的設(shè)計幾乎沒有，舉個例子，CPU的外圍電路，晶振，復(fù)位，擴(kuò)展的eeprom等等，都不需要我們設(shè)計，直接根據(jù)芯片手冊上的典型應(yīng)用連接即可，變化也很少。但是如果要讓這些芯片工作起來，開發(fā)者需要讀懂用戶手冊，重點看操作芯片的流程圖和時序圖。關(guān)于datasheet的閱讀，我會在下一節(jié)詳細(xì)介紹。

　　硬件之模擬電路

　　有了數(shù)字電路的基礎(chǔ)，就可以設(shè)計一個微處理器的最小系統(tǒng)和驅(qū)動一些簡單外設(shè)實現(xiàn)基本功能了，但這些還停留在初學(xué)者階段，如果要成為高手，獨立完成硬件的設(shè)計，模擬電子技術(shù)一定要好。一個嵌入式電路板需要采集外部的信號，做濾波和放大等處理，這就需要設(shè)計模擬電路。模擬電路離不開運(yùn)放，電容……比數(shù)字電路復(fù)雜幾萬倍。不過現(xiàn)在也可以直接買回來組裝，廠家也會提供典型應(yīng)用：比如傳感器，運(yùn)放，AD單元。不過這寫還是不夠的，更多的場合需要自己設(shè)計。關(guān)于這部分內(nèi)容，作者水平有限，無法做更多分析。

　　軟件之C語言

　　C語言功底一定要好，結(jié)構(gòu)體，指針等需要熟練使用。嵌入式說白了就是用C語言操作硬件，C語言的水平?jīng)Q定了程序的效率。無論如何，C語言一定要學(xué)好。且不推薦匯編語言。

　　軟件之算法

　　算法是程序的靈魂，用C語言來實現(xiàn)。不同個功能是由算法來決定的。最常見的如按鍵掃描，數(shù)碼港顯示等。也包括時序圖的實現(xiàn)。這些并不屬于基本知識，對不同才場合需要不同的算法。