技术文章:嵌入式系统4大分类和特点
发布时间:2024-11-16 05:09:54 来源:雷电竞下载APP官网嵌入式系统作为主流系统之一,在各大行业中都有其身影。为增进大家对嵌入式系统的认识,本文将对嵌入式系统的分类和嵌入式系统的特点予以介绍。如果你对嵌入式系统具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。
有些人把单个嵌入式微处理器就当作嵌入式系统,这是不对的。因为嵌入式系统实质上是一个嵌入式计算机系统,因此,只有将嵌入式微处理器构成了一个计算机系统,并作为嵌入式应用时,这样的计算机系统才可称为嵌入式系统。
根据不同的分类标准嵌入式系统有不同的分类方法,如按其形态的差异,一般可将嵌入式系统分为:芯片级(MCU、SoC)、板级(单片机、模块)和设备级(工控机)三级。如按其复杂程度的不同,又可将嵌入式系统分为以下四类:
(1)主要由微处理器构成的嵌入式系统,常常用于小型设备中(如温度传感器、烟雾和气体探测器及断路器);
(2)不带计时功能的微处理器装置,可在过程控制、信号放大器、位置传感器及阀门传动器等中找到;
(3)带计时功能的组件,这类系统多见于开关装置、控制器、电话交换机、包装机、数据采集系统、医药监视系统、诊断及实时控制管理系统等等;
(4)在制造或过程控制中使用的计算机系统,这也就是由工控机级组成的嵌入式计算机系统,是这四类中最复杂的一种。也是现代印刷设备中经常应用一种。
(1)嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不停地改进革新的知识集成系统。嵌入式CPU能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化,移动能力大大增强,跟网络的耦合也慢慢变得紧密。
(2)嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计,量体裁衣、去除冗余,力争在同样的硅片面积上实现更高的性能,这样才可以在具体应用中对微处理器的选择更具有竞争力。
(3)嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起,它的升级换代也是和具体产品同步进行,因此嵌入式系统产品一旦进入市场,具有较长的生命周期。
(4)高实时性的系统软件(OS)是嵌入式软件的基础要求。而且软件要求固态存储,以提高速度;软件代码要求高质量和高可靠性。
(5)嵌入式系统本身不具备自举开发能力,即使设计完成后用户通常也不能对其中的程序、功能做修改。而且还必须有一套开发工具和环境才能进行开发。
(6)专用性强。由于嵌入式系统通常是面向某个特定应用的,所以嵌入式系统的硬件和软件,尤其是软件,都是为特定用户群设计的,通常具有某种专用性的特点。
(7)体积小型化。嵌入式计算机把通用计算机系统中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,从而有利于实现小型化,方便将嵌入式系统嵌入目标系统中。
(8)实时性好。嵌入式系统大范围的应用于生产的全部过程控制、数据采集、传输通信等场合,主要用来对宿主对象来控制,所以对嵌入式系统有或多或少的实时性要求。例如,对武器中的嵌入式系统,某些工业控制装置中的控制管理系统等的实时性要求就极高。有些系统对实时性要求也并不是很高,例如,近年来发展速度比较快的掌上电脑等。但总体来说,实时性是对嵌入式系统的普遍要求,是设计者和用户应重点考虑的一个重要指标。
(9)可裁剪性好。从嵌入式系统专用性的特点来看,嵌入式系统的供应者理应提供各式各样的硬件和软件以备选用,力争在同样的硅片面积上实现更高的性能,这样才可以在具体应用中更具竞争力。
(10)可靠性高。由于有些嵌入式系统所承担的计算任务涉及被控产品的关键质量、人身设备安全,甚至国家机密等重大事务,且有些嵌入式系统的宿主对象工作在无人值守的场合,如在危险性高的工业环境和恶劣的野外环境中的监控装置。所以,与普通系统相比较,嵌入式系统对可靠性的要求极高。
(11)功耗低。有许多嵌入式系统的宿主对象是一些小型应用系统,如移动电线、数码相机等,这些设备不可能配置交流电源或容量较大的电源,因此低功耗一直是嵌入式系统追求的目标。
(12)嵌入式系统本身不具备自我开发能力,必须借助通用计算机平台来开发。嵌入式系统模块设计完成以后,普通用户通常没有很好的方法对其中的程序或硬件结构进行修改,必须有一套开发工具和环境才能进行。
(13)嵌入式系统一般会用“软硬件协同设计”的方法实现。早期的嵌入式系统模块设计方法常常采取的是“硬件优先”原则,即在只粗略估计软件任务需求的情况下,首先进行硬件设计与实现,然后在此硬件平台之上进行软件设计。如果采用传统的设计方法,则一旦在测试中察觉缺陷,需要对设计做修改时,整个设计流程将重新进行,对成本和设计周期的影响很大。系统的设计在很大程度上依赖于设计者的经验。20世纪90年代以来,随着电子和芯片等有关技术的发展,嵌入式系统的设计和实现出现了软硬件协同设计方法,即使用统一的方法和工具对软件和硬件进行描述、综合和验证。在系统目标要求的指导下,通过综合分析系统软硬件功能及现有资源,协同设计软硬件体系结构,以最大限度地挖掘系统软硬件能力,避免由于独立设计软硬件体系结构而带来的种种弊病,得到高性能、低代价的优化设计的具体方案。关键字:嵌入式系统引用地址:技术文章:嵌入式系统4大分类和特点
1 概述 随着我们国家装备制造业的发展,嵌入式系统慢慢的变成了制造业的核心技术。它被广泛地应用到工业控制、仿真系统、医疗仪器、信息家电、通信设施等众多领域。目前,围绕嵌入式系统展开研究和开发,慢慢的变成了计算机软硬件技术发展最活跃的方向之一。 嵌入式系统不同于通常纯粹的软件系统或硬件系统,而是软件与硬件通过在一起的,有些功能既可以用软件实现,也可以通过硬件实现。另外,嵌入式系统模块设计所面临的挑战不仅涉及到计算机软件和硬件,也会涉及到许多非计算机工程中的问题,诸如机械尺寸问题、功耗问题和制造成本问题等。即使是计算机工程方面的问题,大部分系统在实时性、可靠性和多速率等问题方面也都有特别要求。 目前,实现嵌入式系统的硬件方法主要有:定制逻辑(A
听了国防科技大学陆洪毅教授的两节课(当然是看视频),讲的是关于嵌入式系统硬件安全的问题。同时,也听了他关于嵌入式系统未来发展的新趋势的问题,自我感觉收获良多。 对于计算机系统而言,硬件和软件就像一个人的两条腿是互相依存互相协作的关系。这句线单片机(基于宋老师 金沙滩 开发板)的液晶显示功能和温度传感器,红外遥控解码,led显示,数码管显示功能集于一身,把实现这些功能的c代码,以一个大循环(while循环)的编程方式糅合在一起,编译通过之后下载到单片机,效果是:液晶可以显示出红外遥控器的解码值,但是数码管和led的显示不受控制,数码管有时显示乱码。当时就这样的一个问题及时求教了宋老师,他告诉
随着物联网概念的提出及有关技术的发展,网络化测量控制已成为测控系统发展的必然趋势。然而,当前国内外工业控制领域广泛使用且技术相当成熟的PLC(Programable LogIC Controller)基本都不支持网络,也不能简单升级具有网络功能,且模式较为单一。因而,设计与实现了一种网络化通用测控系统平台,以实现网络化测控需求且具有一般平台的通用性能。本文主要介绍了ARM嵌入式系统与ZigBee无线技术相结合的通用网络测控平台的硬件设计。 1 系统硬件总体设计 基于ARM的通用网络测控系统硬件架构如图1所示,本系统在测控端采用基于ARM的CPU,利用互联网接口与Internet相连,外围扩展有数字量输入/输出模块、模
与ZigBee无线技术相结合的通用网络测控 /
为追求更便利美好的舒适生活,提倡「智慧城市(Smart City)」一事,早已是各国政府积极地推进的重点建设项目。建置智慧城市是采用AIoT技术,透过人机界面(HMI)、传感器(Sensor)、嵌入式系统(Embedded Computer)、网络与AI数据分析,进而改善公共基本的建设,提升市民生活品质与安全性。户外KIOSK则是体现智慧城市人机界面的方式之一,德承CRYSTAL工业平板电脑产品线素以齐全尺寸且具备模块化设计而闻名,旗下的阳光下可视工业平板电脑系列(Sunlight Readable Panel PC Series),拥有高亮度背光显示,不仅在阳光下屏幕清晰可见,其强固的外观设计与高稳定性更合适户外运作,可大范围的应用于智
详细阐述了一种用于嵌入式系统中的USB总线接口电路,该电路是基于USB专用芯片CH375实现的,并给出了系统硬件实现和应用程序。实验根据结果得出,该电路具有成本低、可靠性高等特点,可方便地集成到各种嵌入式系统中。 接口电路设计 :单片机与CH375芯片的连接方式有串行接口和并行接口两种,串行接口连接方式虽然电路连接简单,不用扩展使用外部地址空间,但其要遵循一定的通信协议,软件设计较为复杂,并且传输速度较并行接口的传输速度要慢。对于大多数嵌入式系统应用,因串口资源较少,而且扩展外部地址空间技术非常成熟,故本接口电路采取了并口连接方式。其电路原理图如图2所示。 图2 接口电路图 图2中的X8为USB接口插座,为了避
中的USB总线接口电路图 /
引 言 随着嵌入式系统模块设计技术的发展,在设计和仿真中,系统工程师对电源的要求也慢慢变得高。在嵌入式系统模块设计是使用8031单片机和74系列集成电路时,所有使用74系列集成电路的电路板都使用单一的5 V电源供电就可以了。当时的供电电源部分不是一个需要太多注意的单元,基本上5 V的电源能满足所有的数字集成电路设计的需要。而近几年来,随技术的发展,集成电路里的三极管慢慢的变小并且工作的电压越来越低,使得嵌入式系统开发的重点从系统的速度,转到低功耗设计上。因此在同一个嵌入式系统中,存在多种不同电压的电源供电,从低于1 V到高于5 V都存在。而且在系统的稳定性和可靠性测试时,还要模拟不同的电源故障情况下,比如掉电等,嵌入式系统的稳定性和可靠
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力拱高容量Flash MCU需求涨 /
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展上 /
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测量CAN总线(Controller Area Network)的高电平和低电平电阻是一项重要的工作,因为它们对于确保CAN总线 引言C ...
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