學習嵌入式開發,首先需要了解什麼是嵌入式系統。簡單來說嵌入式系統是以應用為中心,以計算機技術為基礎,軟硬體可裁減,對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。嵌入式系統有著比較廣泛的應用領域,具體如圖所示:
再來看一些具體例項。
(1)工業控制方面,基於嵌入式晶片的工業自動化裝置將獲得長足的發展,目前已經有大量的8、16、32 位嵌入式微控制器在應用中,網路化是提高生產效率和產品質量、減少人力資源主要途徑,如工業過程控制、數字機床、電力系統、電網安全、電網裝置監測、石油化工系統。就傳統的工業控制產品而言,低端型採用的往往是8位微控制器。但是隨著技術的發展,32位、64位的處理器逐漸成為工業控制裝置的核心,在未來幾年內必將獲得長足的發展。
(2)交通管理在車輛導航、流量控制、資訊監測與汽車服務方面,嵌入式系統技術已經獲得了廣泛的應用,內嵌GPS模組,GSM模組的移動定位終端已經在各種運輸行業獲得了成功的使用。目前GPS裝置已經從尖端產品進入了普通百姓的家庭,只需要幾千元,就可以隨時隨地找到你的位置。
(3)資訊家電。這將稱為嵌入式系統最大的應用領域,冰箱、空調等的網路化、智慧化將引領人們的生活步入一個嶄新的空間。即使你不在家裡,也可以通過電話線、網路進行遠端控制。在這些裝置中,嵌入式系統將大有用武之地。
(4)家庭智慧管理。水、電、煤氣表的遠端自動抄表,安全防火、防盜系統,其中嵌有的專用控制晶片將代替傳統的人工檢查,並實現更高,更準確和更安全的效能。目前在服務領域,如遠端點菜器等已經體現了嵌入式系統的優勢。
(5)POS網路。公共交通無接觸智慧卡(Contactless Smartcard, CSC)發行系統,公共電話卡發行系統,自動售貨機,各種智慧ATM終端將全面走入人們的生活,到時手持一卡就可以行遍天下。
(6)環境工程。水文資料實時監測,防洪體系及水土質量監測、堤壩安全,地震監測網,實時氣象資訊網,水源和空氣汙染監測。在很多環境惡劣,地況複雜的地區,嵌入式系統將實現無人監測。
而嵌入式的系統架構,則可以用下面的這張圖來簡單說明。
嵌入式系統硬體層的核心是嵌入式微處理器,嵌入式微處理器與通用CPU最大的不同在於嵌入式微處理器大多工作在為特定使用者群所專用設計的系統中,它將通用CPU許多由板卡完成的任務整合在晶片內部,從而有利於嵌入式系統在設計時趨於小型化,同時還具有很高的效率和可靠性。嵌入式作業系統負責嵌入系統的全部軟、硬體資源的分配、任務排程,控制、協調併發活動。嵌入式應用程式提供了使用者使用介面、介面等。
相對於計算機而言,嵌入式系統主要在以下幾個方面有著明顯的不同之處:
(1)嵌入式系統專注於特定的應用;
(2)使用多種型別的處理器;
(3)大多數嵌入式系統有著功耗要求;
(4)常在極端環境下執行;
(5)需要用專門的工具和方法進行開發設計。