嵌入式開(kāi)發(fā)模式有幾種?嵌入式開(kāi)發(fā)主流平臺(tái)有哪些?

存在硬件，就存在嵌入式。存在嵌入式，就存在嵌入式開(kāi)發(fā)。由此可以看出，嵌入式、嵌入式開(kāi)發(fā)是多么重要。為增進(jìn)大家對(duì)嵌入式的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)嵌入式開(kāi)發(fā)的兩種模式、嵌入式開(kāi)發(fā)主流平臺(tái)以及嵌入式開(kāi)發(fā)的特征予以介紹。如果你對(duì)嵌入式具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、嵌入式開(kāi)發(fā)

1、嵌入式開(kāi)發(fā)

嵌入式開(kāi)發(fā)是指在嵌入式系統(tǒng)中設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)軟件和硬件的過(guò)程。

嵌入式開(kāi)發(fā)是指利用分立元件或集成器件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，再進(jìn)行軟件編程(通常是高級(jí)語(yǔ)言)，實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)多輪修改設(shè)計(jì)、制作，最終完成整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。這種嵌入式開(kāi)發(fā)，適用于未來(lái)產(chǎn)品比較單一，產(chǎn)量比較大，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期比較長(zhǎng)，成本控制比較嚴(yán)格的系統(tǒng)。

嵌入式開(kāi)發(fā)就是指在嵌入式操作系統(tǒng)下進(jìn)行開(kāi)發(fā)，包括在系統(tǒng)化設(shè)計(jì)指導(dǎo)下的硬件、軟件以及綜合研發(fā)。

硬件研發(fā)通常指在EDA軟件平臺(tái)上，用硬件描述語(yǔ)言VerilogHDL完成設(shè)計(jì)文件，然后由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地完成邏輯編譯、化簡(jiǎn)、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真，直至對(duì)于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。嵌入式軟件研發(fā)就是在一定硬件條件下的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)和軟件研發(fā)。主要使用的語(yǔ)言是C/C++、Ada。

嵌入式技術(shù)不是單純的軟件技術(shù)，也不是單純的硬件技術(shù)，是一門如何在一個(gè)特定的硬件環(huán)境上開(kāi)發(fā)與構(gòu)建特定的可編程軟件系統(tǒng)的綜合技術(shù)。嵌入式技術(shù)是在嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展中應(yīng)運(yùn)而生的，它是依附于嵌入式系統(tǒng)，并推動(dòng)嵌入式系統(tǒng)不斷向前發(fā)展的核心動(dòng)力。

2、嵌入式的兩種開(kāi)發(fā)模式

非嵌入式的開(kāi)發(fā)：A類機(jī)編寫源代碼，編譯得到可執(zhí)行程序，發(fā)布給A類機(jī)運(yùn)行。

嵌入式開(kāi)發(fā)：A類機(jī)編寫源代碼，編譯得到可執(zhí)行程序，發(fā)布給B類機(jī)運(yùn)行，這種編譯模式也叫作交叉編譯。

應(yīng)用流域

嵌入式系統(tǒng)用在一些特定專用設(shè)備上，通常這些設(shè)備的硬件資源(如處理器、存儲(chǔ)器等)非常有限，并且對(duì)成本很敏感，有時(shí)對(duì)實(shí)時(shí)響應(yīng)要求很高等。特別是隨著消費(fèi)家電的智能化，嵌入式更顯重要。

像我們平常見(jiàn)到的手機(jī)、PDA、電子字典、可視電話、VCD/DVD/MP3 Player、數(shù)字相機(jī)(DC)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)(DV)、U-Disk、機(jī)頂盒(Set Top Box)、高清電視(HDTV)、游戲機(jī)、智能玩具、交換機(jī)、路由器、數(shù)控設(shè)備或儀表、汽車電子、家電控制系統(tǒng)、醫(yī)療儀器、航天航空設(shè)備等等都是典型的嵌入式系統(tǒng)。

3、硬件環(huán)境

(1)嵌入式處理器：MPU、DSP。

(2)存儲(chǔ)器系統(tǒng)：Flash+RAM+MEM card+mini HD。

嵌入式系統(tǒng)有別于一般的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它不具備像硬盤那樣大容量的存儲(chǔ)介質(zhì)，而用靜態(tài)易失型存儲(chǔ)器(RAM、SRAM)、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器(DRAM)和非易失型存儲(chǔ)器(ROM、EPROM、EEPROM、FLASH)作為存儲(chǔ)介質(zhì)，其中FLASH憑借其可擦寫次數(shù)多、存儲(chǔ)速度快、存儲(chǔ)容量大、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，在嵌入式領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。

(3)輸入設(shè)備：鍵盤，視/音頻輸入，A/D。

(4)輸出設(shè)備：顯示(LED/LCD/OLED)裝置，視/音頻輸出，A/D。

(5)通訊接口：Ehternet(802.3)，WIFI(802.11)。

(6)總線接口：RS232/RS485，USB，1394(Firewire)。

(7)電源管理：待機(jī)、休眠、功耗管理等。

嵌入式開(kāi)發(fā)的硬件平臺(tái)選擇主要是嵌入式處理器的選擇。在具體應(yīng)用中處理器的選擇決定了其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。在一個(gè)系統(tǒng)中使用什么樣的嵌入式處理器主要取決于應(yīng)用領(lǐng)域、用戶的需求、成本、開(kāi)發(fā)的難易程度等因素。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，選擇最適用的硬件平臺(tái)是一項(xiàng)很復(fù)雜的工作，包括要考慮其他工程的影響以及缺乏完整或準(zhǔn)確的信息等。

二、嵌入式開(kāi)發(fā)主流平臺(tái)

主流的嵌入式平臺(tái)有三種：ARM平臺(tái)、DSP平臺(tái)和FPGA平臺(tái)。

1、ARM

ARM微處理器是由ARM公司提供IP(Intellectual Property，知識(shí)產(chǎn)權(quán))授權(quán)，交付多個(gè)芯片設(shè)計(jì)廠商整合生產(chǎn)的。在2007年，意法半導(dǎo)體(ST)公司成為第一個(gè)引入ARM Cortex-M授權(quán)的半導(dǎo)體廠商，開(kāi)啟了高性能、低成本、低功耗的ARM嵌入式芯片新時(shí)代，其生產(chǎn)的STM32系列微處理器是最流行的Cortex-M微處理器。ARM嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)檢測(cè)與控制、智能儀器儀表、機(jī)電一體化設(shè)備、汽車電子及日常消費(fèi)電子產(chǎn)品中。

2、DSP平臺(tái)

嵌入式DSP處理器(Embedded Digital Signal Processor，EDSP)，是專門用于信號(hào)處理方面的處理器，其在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令算法方面進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，芯片內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開(kāi)存儲(chǔ)及傳輸?shù)墓鸾Y(jié)構(gòu)，具有專門硬件乘法器，采用流水線操作，提供特殊的DSP指令，可用來(lái)快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理算法，具有很高的編譯效率和指令的執(zhí)行速度，在數(shù)字濾波、FFT、譜分析等各種儀器上獲得了大規(guī)模的應(yīng)用。

3、FPGA平臺(tái)

隨著平臺(tái)級(jí)FPGA產(chǎn)品的出現(xiàn)和EDA設(shè)計(jì)工具軟件的不斷發(fā)展，利用現(xiàn)有的FPGA和EDA工具，人們也可以很方便地在FPGA中嵌入RISC(Reduced Instruction Set Computer，精簡(jiǎn)指令集)處理器內(nèi)核、DSP算法、存儲(chǔ)器、專用ASIC模塊、其它數(shù)字IP Core以及用戶定制邏輯等，構(gòu)建成一個(gè)可編程的片上系統(tǒng)(SOPC)，把原來(lái)需要在PCB上采用處理器、DSP、若干ASIC芯片才能實(shí)現(xiàn)的功能全都集成到了單片F(xiàn)PGA上。

三、嵌入式開(kāi)發(fā)主要特征

嵌入式系統(tǒng)國(guó)內(nèi)普遍認(rèn)同的定義是：以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，以應(yīng)用為中心，軟件、硬件可剪裁，適合應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在構(gòu)成上，嵌入式系統(tǒng)以微處理器及軟件為核心部件，兩者缺一不可;在特征上，嵌入式系統(tǒng)具有方便、靈活地嵌入到其他應(yīng)用系統(tǒng)的特征，即具有很強(qiáng)的嵌入性。

按嵌入式微處理器類型劃分，嵌入式系統(tǒng)可分為以單片機(jī)為核心的嵌入式單片機(jī)系統(tǒng);以工業(yè)計(jì)算機(jī)板為核心的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng);以DSP為核心組成的嵌入式數(shù)字信號(hào)處理器系統(tǒng);以FPGA為核心的嵌入式SOPC(System On a Programmable Chip，可編程片上系統(tǒng))系統(tǒng)等。

嵌入式系統(tǒng)在含義上與傳統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有很多重疊部分。為了方便區(qū)分，在實(shí)際應(yīng)用中，嵌入式系統(tǒng)還應(yīng)該具備下述三個(gè)特征：

(1)嵌入式系統(tǒng)的微處理器通常是由32位及以上的RISC(Reduced Instruction Set Computer，精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)處理器)組成，例如ARM、MIPS等。

(2)嵌入式系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)通常是以嵌入式操作系統(tǒng)為核心，外加用戶應(yīng)用程序。

(3)嵌入式系統(tǒng)在特征上具有明顯的可嵌入性。

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