什么是嵌入式?什么是單片機?嵌入式和單片機有什么區(qū)別和聯系呢?本文首先介紹了嵌入式開發(fā)和單片機開發(fā)的聯系,其次闡述了嵌入式開發(fā)和單片機開發(fā)的區(qū)別,最后對介紹了嵌入式及單片機的特點是什么。具體的跟隨小編一起來了解一下。
一、嵌入式開發(fā)和單片機開發(fā)的聯系
根據IEEE的定義,嵌入式系統是用來控制或監(jiān)視機器、裝置或工廠等大規(guī)模系統的設備。 從定義我們可以看出,實際上以前的控制裝置、單片機系統應該也屬于嵌入式系統的范疇。
我們可以這樣理解,嵌入式系統是一個大類,單片機是其中一個重要的子類。嵌入式系統顧名思義就是一個嵌入在其他系統中的系統。例如汽車系統中嵌入姿態(tài)控制系統,就可以使汽車駕駛更安全,更有效;電源系統內引入自動控制系統,能夠讓電源工作的更穩(wěn)定。這里的姿態(tài)控制系統和電源的自動控制系統就屬于嵌入式系統。
單片機形成的系統一般是用于自動化,工業(yè)控制功能的,這些功能一般不會獨立運用,是需要和其他系統配合的,因此從廣義上講,單片機應用一般屬于嵌入式系統的一個分支。目前由于嵌入式系統應用廣泛,因此還有不是單片機的嵌入式系統,例如手機,是在手機的基本功能上(通話、短信)加入了應用處理器,使其功能更加強大,但是由于制造工藝的問題,高端手機還不能做到全部一片集成(一片集成的那個是山寨機),但是也屬于嵌入式系統的一個分支。
二、嵌入式開發(fā)和單片機開發(fā)的區(qū)別
1、單片機與嵌入式在系統組成結構上的區(qū)別:
(1)單片機基本結構
單片機由運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設備構成。
(2)嵌入式系統成部分
嵌入式系統一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統、特定的應用程序組成。
嵌入式系統設計的第一步是結合具體的應用,綜合考慮系統對成本、性能、可擴展性、開發(fā)周期等各個方面的要求,確定系統的主控器件,并以之為核心搭建系統硬件平臺。
2、單片機與嵌入式在硬件組成上的區(qū)別
單片機是在一塊集成電路芯片中包含了微控制器電路,以及一些通用的輸入輸出接口器件。從構成嵌入式系統的方式看,根據現代電子技術發(fā)展水平,嵌入式系統可以用單片機實現,也可以用其它可編程的電子器件實現。其余硬件器件根據目標應用系統的需求而定。
3、單片機與嵌入式在軟件組成上的區(qū)別
制造商出廠的通用單片機內沒有應用程序,所以不能直接運行。增加應用程序后,單片機就可以獨立運行。嵌入式系統一定要有控制軟件,實現控制邏輯的方式可以完全用硬件電路,也可以用軟件程序。
4、單片機與嵌入式在主次關系方面的區(qū)別
單片機現在已經被認為是通用的電子器件了,單片機自身為主體。嵌入式系統在物理結構關系上是從屬的,嵌入式系統被嵌入安裝在目標應用系統內。嵌入式系統在控制關系上卻是主導的,是控制目標應用系統運行的邏輯處理系統。盡管可以用不同方式構成嵌入式系統,但是一旦構成之后,嵌入式系統就是一個專用系統。專用系統中,可編程器件的軟件可以在系統構建過程中植入,也可以在器件制造過程中直接生成,以降低制造成本。控制邏輯復雜的單片機會需要操作系統軟件支持;控制邏輯簡單的嵌入式系統也可以不用操作系統軟件支持。
三、嵌入式介紹
按照歷史性、本質性、普遍性要求,嵌入式系統應定義為:“嵌入到對象體系中的專用計算機系統”。“嵌入性”、“專用性”與“計算機系統”是嵌入式系統的三個基本要素。對象系統則是指嵌入式系統所嵌入的宿主系統。
嵌入式開發(fā)就是指在嵌入式操作系統下進行開發(fā),一般常用的系統有WinCE,ucos,vxworks,linux,android等。另外,用c,c++或匯編開發(fā);用高級處理器,arm7,arm9,arm11,powerpc,mips,mipsel等,或加上操作系統也屬于嵌入式的開發(fā)。
嵌入式特點
1)可裁剪性。支持開放性和可伸縮性的體系結構。
2)強實時性。EOS實時性一般較強,可用于各種設備控制中。
3)統一的接口。提供設備統一的驅動接口。
4)操作方便、簡單、提供友好的圖形GUI和圖形界面,追求易學易用。提供強大的網絡功能,支持TCP/IP協議及其他協議,提供TCP/UDP/IP/PPP協議支持及統一的MAC訪問層接口,為各種移動計算設備預留接口。
5)強穩(wěn)定性,弱交互性。嵌入式系統一旦開始運行就不需要用戶過多的干預、這就要負責系統管理的EOS具有較強的穩(wěn)定性。嵌入式操作系統的用戶接口一般不提供操作命令,它通過系統的調用命令向用戶程序提供服務。
6)固化代碼。在嵌入式系統中,嵌入式操作系統和應用軟件被固化在嵌入式系統計算機的ROM中。
7)更好的硬件適應性,也就是良好的移植性。
8)嵌入式系統和具體應用有機地結合在一起,它的升級換代也是和具體產品同步進行,因此嵌入式系統產品一旦進入市場,具有較長的生命周期。
四、單片機介紹
什么是單片機呢?一般我們將單片微型計算機簡稱為單片機,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統集成到一個芯片上。相當于一個微型的計算機,和計算機相比,單片機只缺少了I/O設備。是一種典型的嵌入式微控制器。
單片機的特點
(1)體積小、結構簡單、可靠性高
單片機把各功能部件集成在一個芯片上,內部采用總線結構,減少了各芯片之間的連線,大大提高了單片機的可靠性與抗干擾能力。另外,其體積小,對于強磁場環(huán)境易于采取屏蔽措施,適合在惡劣環(huán)境下工作。
(2)控制能力強
單片機雖然結構簡單,但是它“五臟俱全”,已經具備了足夠的控制功能。單片機具有較多的I/O口,CPU可以直接對I/O進行操作、算術操作、邏輯操作和位操作,指令簡單而豐富。所以單片機也是“面向控制”的計算機。
(3)低電壓、低功耗
單片機可以在2.2V的電壓下運行,有的已能在1.2V或0.9V下工作;功耗降至為μA級,一顆紐扣電池就可長期使用。
(4)優(yōu)異的性能/價格比
由于單片機構成的硬件結構簡單、開發(fā)周期短、控制功能強、可靠性高,因此,在達到同樣功能的條件下,用單片機開發(fā)的控制系統比用其它類型的微型計算機開發(fā)的控制系統價格更便宜。
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