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嵌入式和单片机是什么关系

  • 发布:嵌入式培训
  • 来源:嵌入式教程
  • 时间:2019-09-18 17:48

一、什么是嵌入式

首先,我们来看看什么是嵌入式。

嵌入式,一般是指嵌入式系统,英文叫作:embedded system。嵌入式开发,其实就是对嵌入式系统的开发。

IEEE(美国电气和电子工程师协会)对嵌入式系统的定义是:“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。

国内学术界的定义更为具体一些,也更容易理解:

嵌入式系统,是以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可裁剪,适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。

以应用为中心,说明嵌入式系统是有明确实际用途的。以计算机技术为基础,说明它其实就是一种特殊的计算机。软硬件可裁剪,说明它有很强的灵活性和可定制能力。

专用计算机系统,“专用”所对应的,就是“通用”。我们常用的个人PC、笔记本电脑、数据中心服务器,可以用于多种用途,就是“通用计算机系统”。

嵌入式系统究竟具体应用于哪些“专用”方向呢?

举例如下:

个人通信与娱乐系统:手机、数码相机、音乐播放器、可穿戴电子产品、PSP游戏机

家电类产品:数字电视、扫地机器人、智能家电

办公自动化:打印机,复印机、传真机

医疗电子类产品:生化分析仪、血液分析仪、CT

网络通信类产品:通信类交换设备、网络设备 (交换机、路由器、网络安全)

汽车电子类产品:引擎控制、安全系统、汽车导航与娱乐系统

工业控制类产品:工控机、交互式终端 (POS、ATM)、安全监控、数据采集与传输、仪器仪表

军事及航天类产品:无人机、雷达、作战机器人

二、 什么是单片机

嵌入式系统的核心,就是嵌入式处理器。嵌入式处理器一般分为以下几种典型类型:

嵌入式微控制器MCU(Micro Control Unit)

MCU内部集成ROM/RAM、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串口、A/D、D/A、FLASH等。典型代表是8051、8096、C8051F等。

嵌入式DSP处理器(Digital Signal Processor)

DSP处理器专门用于信号处理,在系统结构和指令算法进行了特殊设计。在数字滤波、FFT、频谱分析中广泛应用。典型代表是TI(德州仪器)公司的TMS320C2000/C5000系列。

嵌入式微处理器MPU(Micro Processor Unit)

MPU由通用处理器演变而来,具有较高的性能,拥有丰富的外围部件接口。典型代表是AM186/88、386EX、SC-400、PowerPC、MIPS、ARM系列等。

此外,还有嵌入式片上系统SoC(System on Chip)和可编程片上系统SoPC(System on a Programmable Chip)。

三、嵌入式和单片机的区别

从软件上,行业里经常把芯片中不带MMU(memory management unit,内存管理单元)从而不支持虚拟地址,只能裸奔或运行RTOS(实时操作系统,例如ucos、华为LiteOS、RT-Thread、freertos等)的system,叫做单片机(如STM32、NXP LPC系列、NXP imxRT1052系列等)。而把芯片自带MMU可以支持虚拟地址,能够跑Linux、Vxworks、WinCE、Android这样的“高级”操作系统的system,叫做嵌入式。

在某些时候,单片机本身已经足够强大,可以作为嵌入式系统使用。它的成本更低,开发和维护的难度相对较小,尤其是针对一些针对性更强的应用。而嵌入式系统理论上性能更强,应用更广泛,但复杂度高,开发难度大。

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