嵌入式系统的起源、分类、与通用计算机和单片机的区别
嵌入式系统概述及与单片机区别说明

嵌入式系统概述及与单片机区别说明嵌入式的全称是嵌入式系统,英文是Embeded system,是一种“完全嵌入受控器件内部,为特定应用而设计的专用计算机系统”,根据英国电器工程师协会(U.K. Institution of Electrical Engineer)的定义,嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。
从这里我们可以看出两点,第一,嵌入式并不是一个通用的设备。
第二,嵌入式必须和具体的应用相结合,设计上具有针对性。
所以可以看出来嵌入式是一个系统,嵌入式是需要把这个系统嵌入到设备中去,比如手机主板上的芯片就是嵌入到手机上的一个系统,整合了电脑的主板、CPU、硬盘、内存、网卡、显卡、电源的所有功能。
也就是说嵌入式系统主要是从芯片的使用时的组织形态来命名的,更通俗的解释就是只要是被嵌入到设备中的芯片都可以叫做嵌入式系统。
嵌入式系统这个定义太广泛了,所以我们平时所讲的嵌入式更多的是从狭义上讲的,狭义上讲,嵌入式是为了区别于单片机。
我们经常把芯片中不带MMU(memory management unit)从而不支持虚拟地址,只能跑裸机或RTOS(典型如ucos、华为LiteOS、RT-Thread、freertos等)的system叫单片机(典型如STM32、NXP LPC系列、新的NXP imxRT1052系列等),而把芯片自带MMU可以支持虚拟地址,能够跑Linux、Vxworks、WinCE、Android 这样的操作系统的system叫嵌入式。
单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域广泛应用。
单片机与计算机的区别与联系

单片机与计算机的区别与联系单片机(Microcontroller)是一种集成电路芯片,其中包含了处理器、内存、输入输出接口等多个部件,用于控制和执行各种任务。
计算机(Computer)是一种高级的电子设备,通过运算、逻辑判断和数据处理来模拟人的思维和执行各种任务。
虽然单片机和计算机都属于数字电子设备,但它们在功能、应用范围和体系结构等方面存在显著差异。
本文将详细探讨单片机与计算机的区别和联系。
一、功能区别单片机是一种专用的、嵌入式的处理器系统,具有强大的控制和调度能力。
它主要用于控制和监控各种电子设备,例如车载电子系统、家电、工业自动化等。
相比之下,计算机是一种通用计算设备,可以执行各种计算和计算相关操作,如文档处理、图像处理、网页浏览等。
单片机更注重控制和实时性能,而计算机更注重计算和处理能力。
二、应用范围区别单片机的应用范围广泛,可以用于各种嵌入式系统中。
例如,在汽车领域,单片机可以用于引擎控制单元(ECU)、仪表盘、车身控制等各种系统中。
在家电领域,单片机可以用于洗衣机、空调、冰箱等各种家电设备的控制和调度。
而计算机的应用范围更广泛,几乎涉及到现代社会的各个领域,包括科学研究、商业管理、教育、娱乐等。
三、体系结构区别单片机采用的是单片集成电路芯片的设计,将处理器、内存、输入输出接口等集成在一块芯片上。
这种紧凑的体系结构使得单片机体积小、功耗低,并具有较强的实时性能。
而计算机则采用分布式的体系结构,包括中央处理器(CPU)、内存、硬盘、外设等多个硬件组件的组合。
这种体系结构使得计算机能够处理复杂的任务和大规模的数据。
四、联系与互补尽管单片机和计算机在功能和应用方面存在差异,但它们也有着一些联系和互补的地方。
首先,单片机可以与计算机进行通信和协作,例如通过串口、以太网等通信方式,将单片机所采集的数据传输到计算机进行进一步处理和分析。
此外,计算机可以通过软件模拟单片机的功能,例如使用开发环境和模拟器来编写和调试单片机程序。
嵌入式系统、传统工控机系统两者的区别在哪?

嵌入式系统、传统工控机系统两者的区别在哪?
嵌入式系统:是一种“完全嵌入受控器件内部,为特定应用而设计的专用计算机系统”,根据英国电气工程师协会的定义,嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。
与个人计算机这样的通用计算机系统不同,嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。
由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务,设计人员能够对它进行优化,减小尺寸降低成本。
嵌入式系统通常进行大量生产,所以单个的成本节约,能够随着产量进行成百上千的放大。
工控机:是一种加固的增强型个人计算机。
工控机是一种采用总线结构,对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。
工控机具有重要的计算机属性和特征,如具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口,并有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面。
工控机经常会在环境比较恶劣的环境下运行,对数据的安全性要求也更高,所以工控机通常会进行加固、防尘、防潮、防腐蚀、防辐射等特殊设计。
传统工控机,处理速度慢、存储空间小,加上体积庞大,且采用交流220V 供电,热量较大,如果不及时散热则很容易损坏设备,导致无法及时处理卡口系统数据。
嵌入式系统、传统工控机系统两者的区别在哪?。
嵌入式系统与单片机的区别

嵌入式与单片机的异同及其发展趋势如果说微型机的出现,使计算机进入到现代计算机发展阶段,那么嵌入式计算机系统的诞生,则标志了计算机进入了通用计算机系统与嵌入式计算机系统两大分支并行发展时代,从而导致20世纪末,计算机的高速发展时期。
嵌入式计算机系统走上了一条独立发展的单芯片化道路。
它动员了原有的传统电子系统领域的厂家与专业人士,接过起源于计算机领域的嵌入式系统,承担起发展与普及嵌入式系统的历史任务,迅速地将传统的电子系统发展到智能化的现代电子系统时代。
按照历史性、本质性、普遍性要求,嵌入式系统定义为:“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。
“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。
对象系统则是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。
嵌入式系统的特点与定义不同,由定义中的三个基本要素衍生出来的。
不同的嵌入式系统其特点会有所差异。
与“嵌入性”的相关特点:由于是嵌入到对象系统中,必须满足对象系统的环境要求,如物理环境(小型)、电气/气氛环境(可靠)、成本(价廉)等要求。
与“专用性”的相关特点:软、硬件的裁剪性;满足对象要求的最小软、硬件配置等。
与“计算机系统”的相关特点:嵌入式系统必须是能满足对象系统控制要求的计算机系统。
与上两个特点相呼应,这样的计算机必须配置有与对象系统相适应的接口电路。
嵌入式系统按形态可分为设备级(工控机)、板级(单板、模块)、芯片级(MCU、SoC)。
嵌入式系统与对象系统密切相关,其主要技术发展方向是满足嵌入式应用要求,不断扩展对象系统要求的外围电路(如ADC、DAC、PWM、日历时钟、电源监测、程序运行监测电路等),形成满足对象系统要求的应用系统。
因此,嵌入式系统作为一个专用计算机系统(满足对象系统要求的计算机应用系统),要不断向计算机应用系统发展。
单片机开创了嵌入式系统独立发展道路.嵌入式系统虽然起源于微型计算机时代,然而,微型计算机的体积、价位、可靠性都无法满足广大对象系统的嵌入式应用要求,因此,嵌入式系统必须走独立发展道路——芯片化道路。
嵌入式系统的定义分类与特点

嵌入式系统的定义分类与特点嵌入式系统是一种特定功能的计算机系统,它主要用于控制、监测和操作各种电子设备和系统。
与通用计算机系统不同,嵌入式系统通常被嵌入到特定的机器或设备中,以完成特定的任务或功能。
嵌入式系统通常由硬件和软件组成,具有以下特点和分类。
一、特点1.实时性:嵌入式系统通常需要在严格的时间约束下完成任务,对于那些对时间要求敏感的应用来说,如空中交通控制、工业自动化等,实时性是嵌入式系统最重要的特点之一2.可靠性:嵌入式系统通常运行在不可控的环境中,如车辆、飞机等,因此可靠性是嵌入式系统的关键特点之一、嵌入式系统需要在各种不稳定的条件下长时间运行,并能适应各种异常情况。
3.低功耗:嵌入式系统通常使用电池或其他有限能源供电,因此低功耗是其重要特点之一、嵌入式系统需要优化硬件和软件设计,以最大程度地减少能耗,延长电池寿命。
4.小型化:嵌入式系统通常需要集成到较小的物理环境中,如智能手机、手表等。
因此,嵌入式系统需要小型化设计,以适应有限的空间和重量要求。
5.高性能:嵌入式系统通常需要处理大量的数据和复杂的计算任务,如高清视频处理、图像识别等。
因此,高性能是嵌入式系统的重要特点之一二、分类1.按应用领域划分:嵌入式系统可按其应用领域划分为工业控制系统、汽车电子系统、医疗设备系统、消费品电子等。
每个领域都有其特定的需求和要求,因此嵌入式系统的设计和实现方式也会有所不同。
2.按系统规模划分:嵌入式系统可按其系统规模划分为小型嵌入式系统和大型嵌入式系统。
小型嵌入式系统通常包括一些简单的功能和任务,如家用电器控制系统、智能手表等;大型嵌入式系统通常具有复杂的功能和任务,如军事导航系统、航空电子系统等。
3.按处理器架构划分:嵌入式系统可按其处理器架构划分为单片机嵌入式系统和微处理器嵌入式系统。
单片机嵌入式系统通常使用单片机作为核心处理器,功能简单,成本低,适用于一些简单的任务和应用;微处理器嵌入式系统通常使用微处理器作为核心处理器,功能复杂,成本较高,适用于一些复杂的任务和应用。
嵌入式系统与通用计算机系统的区别

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3.系统组成
嵌入式系统是指以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可裁剪, 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。 • 嵌入式系统主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以
及用户应用软件等部分组成。 • 它具有“嵌入性”、“专用性”和“计算机系统”三个基本要素。
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4. 技术要求和发展方向
• 通用计算机系统的技术要求是高速、海量的数 值计算,其技术发展方向是总线速度的无限提 升、存储容量的无限扩大;
• 嵌入式计算机系统的技术要求则是智能化控制, 技术发展方向是与对象系统密切相关的嵌入性 能、控制能力与控制的可靠性不断提高。
通用计算机与嵌入式系统的区别
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特征
智能化控制能力,
技术发展方向 总线速度的无限提升、存储容量的无限扩大
与对象系统密切相关的嵌入性能、控制能力与控制 的可靠性不断提高。
思考题:
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1. 嵌入式系统可以作为独立的开发平台使用吗? 2. PC可以用于搭建嵌入式计算机系统,但PC不能称为嵌入式计算机系统,对吗? 3. 嵌入式系统的软件都包括哪些? 4. 嵌入式系统的软件与硬件系统是相互独立的吗?
系统资源充足,有丰富的编译器、集成开发环境、 系统资源紧缺,没有编译器等相关开发工具
调试器等
开发平台和运行平台都是通用计算机
采用交叉编译方式,开发平台一般是通用计算机, 运行平台是嵌入式系统
应用程序可重新编程
一般不能重新编程开发
编程功能电脑,普遍进入社会
变为专用电脑,实现“普及计算”
高速、海量的数值计算
•嵌入式计算机系统即“看不见”的计算机, •一般只是运行平台,不能独立作为开发平台, 它们不能被用户编程, •有一些专用的I/O设备,对用户的接口是应用 专用的。
物联网中的嵌入式系统与单片机开发技术

物联网中的嵌入式系统与单片机开发技术随着物联网技术的快速发展,嵌入式系统与单片机开发技术成为了现代科技领域中不可或缺的一部分。
嵌入式系统是一种特殊的计算机系统,它通常被嵌入到非计算机设备中,以完成特定的任务。
而单片机则是一种集成了微处理器、存储器和输入输出设备的微型计算机系统。
在物联网应用中,嵌入式系统与单片机技术被广泛应用于各种智能设备和传感器中,如智能家居、智能医疗、智能交通等领域。
本文将从嵌入式系统与单片机的基本概念、应用场景、开发技术等方面展开探讨。
一、嵌入式系统与单片机的基本概念1.嵌入式系统嵌入式系统是一种专门为特定应用场景设计的计算机系统。
它通常被嵌入到各种非计算机设备中,例如家电、汽车、医疗设备等,用于控制和处理设备的各种功能。
嵌入式系统以其高度的稳定性、可靠性和低功耗等特点,广泛应用于工业控制、智能家居、汽车电子、医疗设备等领域。
2.单片机单片机是一种集成了微处理器、存储器和输入输出设备等功能模块的微型计算机系统。
与通用计算机不同,单片机的功能和资源相对有限,但具有成本低廉、体积小巧、功耗低等特点。
因此,单片机广泛应用于各种嵌入式系统中,用于控制和处理设备的各种功能。
二、嵌入式系统与单片机的应用场景1.智能家居随着物联网技术的发展,智能家居系统已经成为了现代家庭中广泛应用的一种智能化解决方案。
在智能家居系统中,各种传感器和执行器通过嵌入式系统与单片机来实现智能化的家居控制,包括智能灯光控制、温度和湿度监测、安防监控等功能。
2.智能医疗在医疗设备领域,嵌入式系统与单片机技术被广泛应用于各种医疗设备中,如心率监测仪、血压监测仪、血糖仪等。
这些设备通过嵌入式系统与单片机来实现数据采集、处理和传输,为医护人员提供了实时的健康监测和预警服务。
3.智能交通在智能交通领域,嵌入式系统与单片机技术被广泛应用于交通信号控制系统、智能交通监控系统等。
这些系统通过嵌入式系统与单片机来实现交通信号的智能控制、车辆监测和管理等功能,提高了交通运输的效率和安全性。
通用计算机系统、嵌入式计算机系统和单片机的关系

通用计算机系统、嵌入式计算机系统和单片机的关系随着科技的不断发展,计算机系统也在不断演进。
目前,计算机系统主要分为三种类型:通用计算机系统、嵌入式计算机系统和单片机。
这三种计算机系统在不同的领域中都有着广泛的应用,它们之间的关系也十分密切。
通用计算机系统是指一种能够完成多种任务的计算机系统,它可以通过软件程序进行任何类型的计算和处理。
通用计算机系统包括个人电脑、服务器、超级计算机等。
个人电脑是最常见的通用计算机系统,它可以用于日常办公、学习、娱乐等多种用途。
服务器是一种可以提供网络服务的计算机系统,它可以用于网站托管、数据库管理等。
超级计算机则是一种能够进行复杂科学计算和模拟的计算机系统,它在天气预报、气候变化、医学研究等领域有着广泛的应用。
嵌入式计算机系统是指嵌入到其他设备中的计算机系统,它通常用于控制和管理设备的各种功能。
嵌入式计算机系统包括智能手机、平板电脑、家用电器、汽车电子等。
智能手机和平板电脑是最常见的嵌入式计算机系统,它们可以进行通信、上网、娱乐等多种功能。
家用电器中的嵌入式计算机系统可以控制电器的开关、温度、湿度等参数。
汽车电子中的嵌入式计算机系统可以控制车辆的安全、舒适、导航等功能。
单片机是一种特殊的计算机系统,它是一种集成电路芯片,包含了处理器、存储器、输入输出接口等功能。
单片机通常用于控制和管理设备的各种功能。
单片机可以用于电子钟表、温度控制器、电子秤等。
单片机与嵌入式计算机系统的区别在于,单片机是一种独立的计算机系统,而嵌入式计算机系统则是嵌入到其他设备中的计算机系统。
通用计算机系统、嵌入式计算机系统和单片机之间的关系可以用下图表示:通用计算机系统、嵌入式计算机系统和单片机之间的关系从图中可以看出,通用计算机系统、嵌入式计算机系统和单片机之间存在一定的联系和区别。
通用计算机系统可以用于各种领域的计算和处理,而嵌入式计算机系统和单片机则主要用于控制和管理设备的各种功能。
嵌入式计算机系统和单片机之间的区别在于,单片机是一种独立的计算机系统,而嵌入式计算机系统则是嵌入到其他设备中的计算机系统。
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嵌入式系统的起源、分类、与通用计算机和单片机的区别一、现代计算机的技术发展史 (包括通用计算机系统与嵌入式计算机系统)1.始于微型机时代的嵌入式应用电子数字计算机诞生于1946年,在其后漫长的历史进程中,计算机始终是供养在特殊的机房中,实现数值计算的大型昂贵设备。
直到20世纪70年代,微处理器的出现,计算机才出现了历史性的变化。
以微处理器为核心的微型计算机以其小型、价廉、高可靠性特点,迅速走出机房;基于高速数值解算能力的微型机,表现出的智能化水平引起了控制专业人士的兴趣,要求将微型机嵌入到一个对象体系中,实现对象体系的智能化控制。
例如,将微型计算机经电气加固、机械加固,并配置各种外围接口电路,安装到大型舰船中构成自动驾驶仪或轮机状态监测系统。
这样一来,计算机便失去了原来的形态与通用的计算机功能。
为了区别于原有的通用计算机系统,把嵌入到对象体系中,实现对象体系智能化控制的计算机,称作嵌入式计算机系统。
因此,嵌入式系统诞生于微型机时代,嵌入式系统的嵌入性本质是将一个计算机嵌入到一个对象体系中去,这些是理解嵌入式系统的基本出发点。
2.现代计算机技术的两大分支由于嵌入式计算机系统要嵌入到对象体系中,实现的是对象的智能化控制,因此,它有着与通用计算机系统完全不同的技术要求与技术发展方向。
通用计算机系统的技术要求是高速、海量的数值计算;技术发展方向是总线速度的无限提升,存储容量的无限扩大。
而嵌入式计算机系统的技术要求则是对象的智能化控制能力;技术发展方向是与对象系统密切相关的嵌入性能、控制能力与控制的可靠性。
早期,人们勉为其难地将通用计算机系统进行改装,在大型设备中实现嵌入式应用。
然而,对于众多的对象系统(如家用电器、仪器仪表、工控单元……),无法嵌入通用计算机系统,况且嵌入式系统与通用计算机系统的技术发展方向完全不同,因此,必须独立地发展通用计算机系统与嵌入式计算机系统,这就形成了现代计算机技术发展的两大分支。
如果说微型机的出现,使计算机进入到现代计算机发展阶段,那么嵌入式计算机系统的诞生,则标志了计算机进入了通用计算机系统与嵌入式计算机系统两大分支并行发展时代,从而导致20世纪末,计算机的高速发展时期。
3.两大分支发展的里程碑事件通用计算机系统与嵌入式计算机系统的专业化分工发展,导致20世纪末、21世纪初,计算机技术的飞速发展。
计算机专业领域集中精力发展通用计算机系统的软、硬件技术,不必兼顾嵌入式应用要求,通用微处理器迅速从286、386、486到奔腾系列;操作系统则迅速扩张计算机基于高速海量的数据文件处理能力,使通用计算机系统进入到尽善尽美阶段。
嵌入式计算机系统则走上了一条完全不同的道路,这条独立发展的道路就是单芯片化道路。
它动员了原有的传统电子系统领域的厂家与专业人士,接过起源于计算机领域的嵌入式系统,承担起发展与普及嵌入式系统的历史任务,迅速地将传统的电子系统发展到智能化的现代电子系统时代。
因此,现代计算机技术发展的两大分支的里程碑意义在于:它不仅形成了计算机发展的专业化分工,而且将发展计算机技术的任务扩展到传统的电子系统领域,使计算机成为进入人类社会全面智能化时代的有力工具。
二、嵌入式系统的定义与特点如果我们了解了嵌入式(计算机)系统的由来与发展,对嵌入式系统就不会产生过多的误解,而能历史地、本质地、普遍适用地定义嵌入式系统。
1.嵌入式系统的定义按照历史性、本质性、普遍性要求,嵌入式系统应定义为:“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。
“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。
对象系统则是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。
2.嵌入式系统的特点嵌入式系统的特点与定义不同,它是由定义中的三个基本要素衍生出来的。
不同的嵌入式系统其特点会有所差异。
与“嵌入性”的相关特点:由于是嵌入到对象系统中,必须满足对象系统的环境要求,如物理环境(小型)、电气/气氛环境(可靠)、成本(价廉)等要求。
与“专用性”的相关特点:软、硬件的裁剪性;满足对象要求的最小软、硬件配置等。
与“计算机系统”的相关特点:嵌入式系统必须是能满足对象系统控制要求的计算机系统。
与上两个特点相呼应,这样的计算机必须配置有与对象系统相适应的接口电路。
另外,在理解嵌入式系统定义时,不要与嵌入式设备相混淆。
嵌入式设备是指内部有嵌入式系统的产品、设备,例如,内含单片机的家用电器、仪器仪表、工控单元、机器人、手机、PDA等。
3.嵌入式系统的种类与发展按照上述嵌入式系统的定义,只要满足定义中三要素的计算机系统,都可称为嵌入式系统。
嵌入式系统按形态可分为设备级(工控机)、板级(单板、模块)、芯片级(MCU、SoC)。
有些人把嵌入式处理器当作嵌入式系统,但由于嵌入式系统是一个嵌入式计算机系统,因此,只有将嵌入式处理器构成一个计算机系统,并作为嵌入式应用时,这样的计算机系统才可称作嵌入式系统。
嵌入式系统与对象系统密切相关,其主要技术发展方向是满足嵌入式应用要求,不断扩展对象系统要求的外围电路(如ADC、DAC、PWM、日历时钟、电源监测、程序运行监测电路等),形成满足对象系统要求的应用系统。
因此,嵌入式系统作为一个专用计算机系统,要不断向计算机应用系统发展。
因此,可以把定义中的专用计算机系统引伸成,满足对象系统要求的计算机应用系统。
三、嵌入式系统的独立发展道路1.单片机开创了嵌入式系统独立发展道路嵌入式系统虽然起源于微型计算机时代,然而,微型计算机的体积、价位、可靠性都无法满足广大对象系统的嵌入式应用要求,因此,嵌入式系统必须走独立发展道路。
这条道路就是芯片化道路。
将计算机做在一个芯片上,从而开创了嵌入式系统独立发展的单片机时代。
在探索单片机的发展道路时,有过两种模式,即“?模式”与“创新模式”。
“?模式”本质上是通用计算机直接芯片化的模式,它将通用计算机系统中的基本单元进行裁剪后,集成在一个芯片上,构成单片微型计算机;“创新模式”则完全按嵌入式应用要求设计全新的,满足嵌入式应用要求的体系结构、微处理器、指令系统、总线方式、管理模式等。
Intel公司的MCS-48、MCS-51就是按照创新模式发展起来的单片形态的嵌入式系统(单片微型计算机)。
MCS-51是在MCS-48探索基础上,进行全面完善的嵌入式系统。
历史证明,“创新模式”是嵌入式系统独立发展的正确道路,MCS-51的体系结构也因此成为单片嵌入式系统的典型结构体系。
2.单片机的技术发展史单片机诞生于20世纪70年代末,经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。
1.SCM即单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)阶段,主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。
“创新模式”获得成功,奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。
在开创嵌入式系统独立发展道路上,Intel公司功不可没。
2.MCU即微控制器(Micro Controller Unit)阶段,主要的技术发展方向是:不断扩展满足嵌入式应用时,对象系统要求的各种外围电路与接口电路,突显其对象的智能化控制能力。
它所涉及的领域都与对象系统相关,因此,发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。
从这一角度来看,Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。
在发展MCU方面,最著名的厂家当数Philips公司。
Philips 公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势,将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。
因此,当我们回顾嵌入式系统发展道路时,不要忘记Intel和Philips 的历史功绩。
3.SoC(System on Chip)的缩写,称为系统级芯片,也有称片上系统, 使用SoC 技术设计系统的核心思想,就是要把整个应用电子系统全部集成在一个芯片中。
在使用SoC技术设计应用系统,除了那些无法集成的外部电路或机械部分以外,其他所有的系统电路全部集成在一起。
单片机是嵌入式系统的独立发展之路,向MCU阶段发展的重要因素,就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决;因此,专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。
随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展,基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。
因此,对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。
四、嵌入式系统的两种应用模式嵌入式系统的嵌入式应用特点,决定了它的多学科交叉特点。
作为计算机的内含,要求计算机领域人员介入其体系结构、软件技术、工程应用方面的研究。
然而,了解对象系统的控制要求,实现系统控制模式必须具备对象领域的专业知识。
因此,从嵌入式系统发展的历史过程,以及嵌入式应用的多样性中,可以了解到客观上形成的两种应用模式。
1.客观存在的两种应用模式嵌入式计算机系统起源于微型机时代,但很快就进入到独立发展的单片机时代。
在单片机时代,嵌入式系统以器件形态迅速进入到传统电子技术领域中,以电子技术应用工程师为主体,实现传统电子系统的智能化,而计算机专业队伍并没有真正进入单片机应用领域。
因此,电子技术应用工程师以自己习惯性的电子技术应用模式,从事单片机的应用开发。
这种应用模式最重要的特点是:软、硬件的底层性和随意性;对象系统专业技术的密切相关性;缺少计算机工程设计方法。
虽然在单片机时代,计算机专业淡出了嵌入式系统领域,但随着后PC时代的到来,网络、通信技术得以发展;同时,嵌入式系统软、硬件技术有了很大的提升,为计算机专业人士介入嵌入式系统应用开辟了广阔天地。
计算机专业人士的介入,形成的计算机应用模式带有明显的计算机的工程应用特点,即基于嵌入式系统软、硬件平台,以网络、通信为主的非嵌入式底层应用。
2.两种应用模式的并存与互补由于嵌入式系统最大、最广、最底层的应用是传统电子技术领域的智能化改造,因此,以通晓对象专业的电子技术队伍为主,用最少的嵌入式系统软、硬件开销,以8位机为主,带有浓重的电子系统设计色彩的电子系统应用模式会长期存在下去。
另外,计算机专业人士会愈来愈多地介入嵌入式系统应用,但囿于对象专业知识的隔阂,其应用领域会集中在网络、通信、多媒体、商务电子等方面,不可能替代原来电子工程师在控制、仪器仪表、机械电子等方面的嵌入式应用。
因此,客观存在的两种应用模式会长期并存下去,在不同的领域中相互补充。
电子系统设计模式应从计算机应用设计模式中,学习计算机工程方法和嵌入式系统软件技术;计算机应用设计模式应从电子系统设计模式中,了解嵌入式系统应用的电路系统特性、基本的外围电路设计方法和对象系统的基本要求等。
3.嵌入式系统应用的高低端由于嵌入式系统有过很长的一段单片机的独立发展道路,大多是基于8位单片机,实现最底层的嵌入式系统应用,带有明显的电子系统设计模式特点。
大多数从事单片机应用开发人员,都是对象系统领域中的电子系统工程师,加之单片机的出现,立即脱离了计算机专业领域,以“智能化”器件身份进入电子系统领域,没有带入“嵌入式系统”概念。