嵌入式技術(shù)是什么？它的基本概述介紹

以下內(nèi)容中，小編將對(duì)嵌入式技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行著重介紹和闡述，希望本文能幫您增進(jìn)對(duì)嵌入式技術(shù)的了解，和小編一起來看看吧。

嵌入式技術(shù)執(zhí)行專用功能并被內(nèi)部計(jì)算機(jī)控制的設(shè)備或者系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)不能使用通用型計(jì)算機(jī)，而且運(yùn)行的是固化的軟件，用術(shù)語表示就是固件(firmware)，終端用戶很難或者不可能改變固件。

盡管絕大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)是用戶針對(duì)特定任務(wù)而定制的，但它們一般都是由下面幾個(gè)模塊組成的： 一臺(tái)計(jì)算機(jī)或者微控制器，字長(zhǎng)可能是可憐的4位或者8位、16位、32位甚至是64位。 用以保存固件的ROM(非揮發(fā)性只讀存儲(chǔ)器)。 用以保存程序數(shù)據(jù)的RAM(揮發(fā)性的隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器)。 連接微控制器和開關(guān)、按鈕、傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)化器、控制器、LED(發(fā)光二極管)和顯示器的I/O端口。 一個(gè)輕量級(jí)的嵌入式操作系統(tǒng)，一般是自行編寫的。 專門的單片微控制器是大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)的核心。通過把若干個(gè)關(guān)鍵的系統(tǒng)組成部分集成到單個(gè)芯片上，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者就可以得到小而便宜、可以操作較少外圍電子設(shè)備的計(jì)算機(jī)。嵌入式系統(tǒng)的一般模型并不足以定義嵌入式系統(tǒng)本身。例如，某些嵌入式系統(tǒng)常常比標(biāo)準(zhǔn)PC機(jī)箱小不了多少。這類設(shè)備有： 信息查詢以及銷售點(diǎn)終端。 某些工業(yè)控制系統(tǒng)。游戲控制臺(tái)(例如基于x86和Windows的Xbox)。現(xiàn)在嵌入式開發(fā)主要是指用某種語言(如Ada、C/C++、Modula-2等)在嵌入式軟硬件開發(fā)環(huán)境中進(jìn)行開發(fā)。

嵌入式是一種專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，作為裝置或設(shè)備的一部分。通常，嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)控制程序存儲(chǔ)在ROM中的嵌入式處理器控制板。事實(shí)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(gè)程序?qū)崿F(xiàn)整個(gè)控制邏輯。

嵌入式技術(shù)近年來得到了飛速的發(fā)展，但是嵌入式產(chǎn)業(yè)涉及的領(lǐng)域非常廣泛，彼此之間的特點(diǎn)也相當(dāng)明顯。例如很多行業(yè)：手機(jī)、PDA、車載導(dǎo)航、工控、軍工、多媒體終端、網(wǎng)關(guān)、數(shù)字電視......

手機(jī)領(lǐng)域：以手機(jī)為代表的移動(dòng)設(shè)備可謂是近年來發(fā)展最為迅猛的嵌入式行業(yè)。甚至針對(duì)于手機(jī)軟件開發(fā)，還曾經(jīng)衍生出“泛嵌入式開發(fā)”這樣的新詞匯。一方面，手機(jī)得到了大規(guī)模普及，另一方面，手機(jī)的功能得到了飛速發(fā)展，3、4年前的手機(jī)功能與價(jià)格與現(xiàn)在就不能同日而語。隨著國(guó)內(nèi)3G時(shí)代的腳步日益臨近，可以預(yù)料到手機(jī)領(lǐng)域的軟硬件都必將面臨一場(chǎng)更大的變革。功耗、功能、帶寬、價(jià)格等都是手機(jī)硬件領(lǐng)域的熱門詞匯。從軟件技術(shù)角度來看，我認(rèn)為手機(jī)的軟件操作系統(tǒng)平臺(tái)會(huì)趨于標(biāo)準(zhǔn)化和統(tǒng)一化。手機(jī)的應(yīng)用會(huì)愈加豐富，除了最基本的通話功能外，逐漸會(huì)包括目前PDA、數(shù)碼相機(jī)、游戲機(jī)等功能，更加趨向于成為個(gè)人手持終端。

嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用范圍可以粗略分為兩大類：電子系統(tǒng)的智能化(工業(yè)控制、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、家用電器、汽車電子、測(cè)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集等)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用的延伸(MP3、手機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備等)。因此需要完成一個(gè)以處理器為核心的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用產(chǎn)品設(shè)計(jì)，需要硬件、軟件以及行業(yè)領(lǐng)域相關(guān)的知識(shí)。

1、各種通信接口

通過處理器控制各種外設(shè)的時(shí)候肯定繞不開各種接口，比如：uart 、spi、i2c、usb、eth、mipi、edp、can、i2s、hdmi等等。需要了解各接口的使用場(chǎng)景、帶寬、機(jī)制、時(shí)序、工作模式、缺點(diǎn)等等。

2、交叉編譯工具鏈

嵌入式一般都需要自己搭建交叉編譯工具鏈，但是對(duì)于編譯器而言一般都是GCC。編譯過程分為——預(yù)編譯、編譯、匯編、鏈接。通過GCC提供的工具可以使程序完成任一階段的處理，要清楚各個(gè)階段主要完成了什么工作;鏈接分為靜態(tài)鏈接、動(dòng)態(tài)鏈接，要知道它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)及使用場(chǎng)景;同時(shí)編譯生成ELF格式的文件，要理解ELF文件的格式、必要的時(shí)候需要通過objdump或readelf工具來解析ELF文件。

3、調(diào)試

嵌入式開發(fā)的很大一部分時(shí)間都在調(diào)試，好的調(diào)試方法和工具可以更快速的定位問題。學(xué)習(xí)過程中需要了解的調(diào)試工具：vargrind、gdb、kdump、corddump、oops。

總的來說學(xué)習(xí)以MCU為核心的嵌入式系統(tǒng)，需要以下軟硬件基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)踐訓(xùn)練：

硬件最小系統(tǒng);

通用I/O;

模/數(shù)轉(zhuǎn)換(各種傳感器信號(hào)的采集與處理，如紅外、溫度、光敏、超聲波、方向等);

數(shù)/模轉(zhuǎn)換(對(duì)模擬量設(shè)備利用數(shù)字進(jìn)行控制);

通信(串行通信接口SCI、串行外設(shè)接口SPI、集成電路互聯(lián)總線I2C、CAN、USB、嵌入式以太網(wǎng)、ZigBee技術(shù)等);

顯示(LED、LCD等);

控制(控制各種設(shè)備，包括PWM等控制技術(shù));

數(shù)據(jù)處理(圖形、圖像、語音、視頻等的處理或識(shí)別)。

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