㈠ 嵌入式與單片機之間的關系是什麼
嵌入式與單片機之間的關系如下:
嵌入式系統是一個大類,單片機是其中一個重要的子類。嵌式系統像是一個完整的計算機,而單片機更像是一個沒有外設的計算機。
以前單片機包括的東西並不算多,兩者的硬體區別較為明顯。但是,隨著半導體技術的突飛猛進,現在各種硬體功能都能被做進單片機之中。所以,嵌入式系統和單片機之間的硬體區別越來越小,分界線也越來越模糊。
於是,人們傾向於在軟體上進行區分。
從軟體上,行業里經常把晶元中不帶MMU(memory management unit,內存管理單元)從而不支持虛擬地址,只能裸奔或運行RTOS(實時操作系統,例如ucos、華為LiteOS、RT-Thread、freertos等)的system,叫做單片機(如STM32、NXP LPC系列、NXP imxRT1052系列等)。
同時,把晶元自帶MMU可以支持虛擬地址,能夠跑Linux、Vxworks、WinCE、Android這樣的「高級」操作系統的system,叫做嵌入式。
在某些時候,單片機本身已經足夠強大,可以作為嵌入式系統使用。它的成本更低,開發和維護的難度相對較小,尤其是針對一些針對性更強的應用。而嵌入式系統理論上性能更強,應用更廣泛,但復雜度高,開發難度大。
嵌入式,一般是指嵌入式系統,嵌入式開發,就是對嵌入式系統的開發。IEEE(美國電氣和電子工程師協會)對嵌入式系統的定義是:「用於控制、監視或者輔助操作機器和設備的裝置」。
國內學術界的定義更為具體一些,也更容易理解:嵌入式系統,是以應用為中心,以計算機技術為基礎,軟體硬體可裁剪,適用於對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。 以應用為中心,說明嵌入式系統是有明確實際用途的。
以計算機技術為基礎,說明它其實就是一種特殊的計算機。軟硬體可裁剪,說明它有很強的靈活性和可定製能力。
嵌入式系統的核心,就是嵌入式處理器。嵌入式處理器一般分為以下幾種典型類型: 嵌入式微控制器MCU(Micro Control Unit) MCU內部集成ROM/RAM、匯流排邏輯、定時/計數器、看門狗、I/O、串口、A/D、D/A、FLASH等。典型代表是8051、8096、C8051F等。
嵌入式DSP處理器(Digital Signal Processor) DSP處理器專門用於信號處理,在系統結構和指令演算法進行了特殊設計。在數字濾波、FFT、頻譜分析中廣泛應用。
典型代表是TI(德州儀器)公司的TMS320C2000/C5000系列。 嵌入式微處理器MPU(Micro Processor Unit) MPU由通用處理器演變而來,具有較高的性能,擁有豐富的外圍部件介面。典型代表是AM186/88、386EX、SC-400、PowerPC、MIPS、ARM系列等。
此外,還有嵌入式片上系統SoC(System on Chip)和可編程片上系統SoPC(System on a Programmable Chip)。 我們的單片機,就屬於上述的第一種——MCU(嵌入式微控制器)。
單片機,又稱為單片微控制器,英文叫Single-Chip Microcomputer。它其實就是一種集成電路晶元,是通過超大規模集成電路技術,將CPU、RAM、ROM、輸入輸出和中斷系統、定時器/計數器等功能,塞進一塊矽片上,變成一個超小型的計算機。
單片機技術從上世紀70年代末誕生,早期的時候是4位,後來發展為8位,16位,32位。它真正崛起,是在8位時代。
8位單片機功能很強,被廣泛應用於工業控制、儀器儀表、家電汽車等領域。我們在研究單片機的時候,經常會聽到兩個詞——51單片機、STM32。我來介紹一下它們究竟是什麼。
51單片機,其實就是一系列單片機的統稱。該系列單片機,兼容Intel8031指令系統。它們的始祖,是Intel(英特爾)的8004單片機。
STM32,是意法半導體公司推出的基於ARM Cortex-M內核的通用型單片機。STM32的硬體配置可以滿足大部分的物聯網開發需求,開發工具和相關的文檔資料齊全,已經成為目前單片機學習的首選對象。
㈡ 單片機概念
單片機自動完成賦予它的任務的過程,也就是單片機執行程序的過程,即一條條執行的指令的過程,所謂指令就是把要求單片機執行的各種操作用的命令的形式寫下來,這是在設計人員賦予它的指令系統所決定的,一條指令對應著一種基本操作;單片機所能執行的全部指令,就是該單片機的指令系統,不同種類的單片機,其指令系統亦不同。為使單片機能自動完成某一特定任務,必須把要解決的問題編成一系列指令(這些指令必須是選定單片機能識別和執行的指令),這一系列指令的集合就成為程序,程序需要預先存放在具有存儲功能的部件——存儲器中。存儲器由許多存儲單元(最小的存儲單位)組成,就像大樓房有許多房間組成一樣,指令就存放在這些單元里,單元里的指令取出並執行就像大樓房的每個房間的被分配到了唯一一個房間號一樣,每一個存儲單元也必須被分配到唯一的地址號,該地址號稱為存儲單元的地址,這樣只要知道了存儲單元的地址,就可以找到這個存儲單元,其中存儲的指令就可以被取出,然後再被執行。 程序通常是順序執行的,所以程序中的指令也是一條條順序存放的,單片機在執行程序時要能把這些指令一條條取出並加以執行,必須有一個部件能追蹤指令所在的地址,這一部件就是程序計數器PC(包含在CPU中),在開始執行程序時,給PC賦以程序中第一條指令所在的地址,然後取得每一條要執行的命令,PC在中的內容就會自動增加,增加量由本條指令長度決定,可能是1、2或3,以指向下一條指令的起始地址,保證指令順序執行。 單片機介紹 單片微型計算機簡稱單片機,是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit),常用英文字母的縮寫MCU表示單片機,它最早是被用在工業控制領域。單片機由晶元內僅有CPU的專用處理器發展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍設備和CPU集成在一個晶元中,使計算機系統更小,更容易集成進復雜的而對體積要求嚴格的控制設備當中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設計出的處理器,從此以後,單片機和專用處理器的發展便分道揚鑣。 早期的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031,因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。此後在8031上發展出了MCS51系列單片機系統。基於這一系統的單片機系統直到現在還在廣泛使用。隨著工業控制領域要求的提高,開始出現了16位單片機,但因為性價比不理想並未得到很廣泛的應用。90年代後隨著消費電子產品大發展,單片機技術得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是後來的ARM系列的廣泛應用,32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位,並且進入主流市場。而傳統的8位單片機的性能也得到了飛速提高,處理能力比起80年代提高了數百倍。目前,高端的32位單片機主頻已經超過300MHz,性能直追90年代中期的專用處理器,而普通的型號出廠價格跌落至1美元,最高端[1]的型號也只有10美元。當代單片機系統已經不再只在裸機環境下開發和使用,大量專用的嵌入式操作系統被廣泛應用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統。 單片機比專用處理器更適合應用於嵌入式系統,因此它得到了最多的應用。事實上單片機是世界上數量最多的計算機。現代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及滑鼠等電腦配件中都配有1-2部單片機。而個人電腦中也會有為數不少的單片機在工作。汽車上一般配備40多部單片機,復雜的工業控制系統上甚至可能有數百台單片機在同時工作!單片機的數量不僅遠超過PC機和其他計算的總和,甚至比人類的數量還要多。 單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的晶元,而是把一個計算機系統集成到一個晶元上。相當於一個微型的計算機,和計算機相比,單片機只缺少了I/O設備。概括的講:一塊晶元就成了一台計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時,學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。 單片機內部也用和電腦功能類似的模塊,比如CPU,內存,並行匯流排,還有和硬碟作用相同的存儲器件,不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多,不過價錢也是低的,一般不超過10元即可......用它來做一些控制電器一類不是很復雜的工作足矣了。我們現在用的全自動滾筒洗衣機、排煙罩、VCD等等的家電裡面都可以看到它的身影!......它主要是作為控制部分的核心部件。
㈢ 嵌入式系統和單片機的區別是什麼
分類是比較模糊的!
一般來說:
嵌入式系統 包括:
1、嵌入式微控制器(16位、8位、以及8位以下的CPU,典型代表就是 單片機)
2、嵌入式微處理器(32位,以及32位以上的稱為處理器,典型為ARM核的 處理器)
3、DSP(Digital Signal Processing,數字信號處理器,沒有涉及,就不說了)
4、SOC(System on Chip, 片上系統,就是把所有的 模塊都做到一塊晶元上,也沒接觸過)
一般就是以上的框架;
當然如果理解為一個系統的話,那麼就得根據特定的功能,進行特性的硬體設計,只要能工作,就是一個系統!
希望夠簡潔,夠清晰!