什么是單片機
首要清晰概念,什么是單片機,單片機是一種集成電路芯片,是選用超大規(guī)模集成電路技能把具有數(shù)據(jù)處理才能的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中止體系、定時器/計數(shù)器等功用(或許還包括顯現(xiàn)驅動電路、脈寬調制電路、模仿多路轉化器、A/D轉化器等電路)集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的微型計算機體系,在工業(yè)操控范疇廣泛運用。
從上世紀80年代,由其時的4位、8位單片機,開展到現(xiàn)在的300M的高速單片機。比方最經典的51系列單片機,外觀僅僅一塊一個拇指巨細的長方體芯片,共40個引腳,里邊包括了邏輯運算單元。實際上也便是一個cpu。
在最開端觸摸單片機的時分,還從前有過一個疑問,為什么單片機是黑色的而不行所以其他色彩,后來才知道是單片機資料的約束。
對單片機而言,其實一個芯片便是悉數(shù),其他的比方單片機最小體系都是為了單片機的正常運作而參加其他元件,比方晶振,5v電源,電感電阻等。當然最小體系只能確保單片機正常運轉,簡直完結不了依據(jù)單片機的任何運用。
為了使單片機完結運用,必需求參加其他外設。比方按鍵,led燈,led屏,蜂鳴器,各種sensor。這也便是市面上許多公司都在做的單片機開發(fā)板。
總結,單片機便是完結運算、邏輯操控、通訊等功用的單一模塊。也便是單片機真的姓“單”。DSP芯片也能夠認為是一個單片機。當然它們功用很強壯,可是功用仍然很單一,總歸便是處理數(shù)據(jù)、邏輯。
什么是嵌入式
那么什么是嵌入式呢,一般說嵌入式都是指嵌入式體系,IEEE(InsTItuteof Electrical and ElectronicsEngineers,美國電氣和電子工程師協(xié)會)對嵌入式體系的界說:“用于操控、監(jiān)督或許輔佐操作機器和設備的設備”。
嵌入式體系是一種專用的計算機體系,作為設備或設備的一部分。一般,嵌入式體系是一個操控程序存儲在ROM中的嵌入式處理器操控板。
嵌入式體系是將運用程序、操作體系、和計算機硬件在一起的體系,是指以運用為中心,以計算機技能為根底,軟硬件可裁剪,其針對的用戶運用對功用、牢靠性、本錢、體積、功耗和運用環(huán)境有特殊要求的專用計算機體系。
事實上,一切帶有數(shù)字接口的設備,如手表、微波爐、錄像機、轎車等,都運用嵌入式體系,有些嵌入式體系還包括操作體系,但大多數(shù)嵌入式體系都是由單個程序完結整個操控邏輯。這是因為嵌入式體系一般用于工業(yè)操控,也便是說對外設的操控都是寫死的,并不需求人工干預,一起也為了確保體系的安穩(wěn)和牢靠。
咱們常常能夠聽到公司招聘的要求是嵌入式軟件工程師或許嵌入式硬件工程師,也便是說嵌入式體系包括軟件和硬件,其實細心想想也能理解,都現(xiàn)已跑體系了,當然有軟件也有bsp硬件啦。
也便是說嵌入式體系是軟硬件結合體,國內遍及認同的嵌入式體系界說為:以運用為中心,以計算機技能為根底,軟硬件可裁剪,習慣運用體系對功用、牢靠性、本錢、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機體系。
嵌入式的硬件層
硬件層中包括嵌入式微處理器、存儲器(SDRAM、ROM、Flash等)、通用設備接口和I/O接口(A/D、D/A、I/O等)。在一片嵌入式處理器根底上增加電源電路、時鐘電路和存儲器電路,就構成了一個嵌入式中心操控模塊。其間操作體系和運用程序都能夠固化在ROM中。
其間中心便是微處理器,嵌入式處理器和一般的電腦cpu還有差異,嵌入式微處理器大多作業(yè)在特定規(guī)劃的體系中,比方TI或許Atmel公司都有許多定位不同的處理器,atmel的SAM系列是專門為物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃的,AVR則因為功用非常杰出,廣泛運用于工業(yè)范疇。
嵌入式微處理器有各種不同的體系,即便在同一體系中也或許具有不同的時鐘頻率和數(shù)據(jù)總線寬度,或集成了不同的外設和接口。據(jù)不完全統(tǒng)計,全世界嵌入式微處理器現(xiàn)已超越1000多種,體系結構有30多個系列,其間干流的體系有ARM、MIPS、PowerPC、X86和SH等。
但與全球PC商場不同的是,沒有一種嵌入式微處理器能夠主導商場,僅以32位的產品而言,就有100種以上的嵌入式微處理器。嵌入式微處理器的挑選是依據(jù)詳細的運用而決議的。(超低功耗MCU)
在嵌入式范疇,能夠說arm架構的處理器占有了半壁河山,而arm公司也成為聞名的科技公司,而它卻沒有出產任何處理器,而僅僅供給了IP,能夠看出一流公司做規(guī)范。而其他用的比較多的架構便是sparc、powerpc等。
比方arm公司有各式各樣的處理器架構,最經典的cortex系列,它歸于ARMv7架構,這是到2010年停止ARM公司最新的指令集架構。ARMv7架構界說了三大分工清晰的系列:“A”系列面向頂級的依據(jù)虛擬內存的操作體系和用戶運用;“R”系列針對實時體系;“M”系列對微操控器。
嵌入式體系和外界交互需求必定方式的通用設備接口,如A/D、D/A、I/O等,外設經過和片外其他設備的或傳感器的連接來完結微處理器的輸入/輸出功用。每個外設一般都只要單一的功用,它能夠在芯片外也能夠內置芯片中。外設的品種許多,可從一個簡略的串行通訊設備到非常復雜的802.11無線設備。(低功耗MCU)
嵌入式體系中常用的通用設備接口有A/D(模/數(shù)轉化接口)、D/A(數(shù)/模轉化接口),I/O接口有RS-232接口(串行通訊接口)、Ethernet(以太網(wǎng)接口)、USB(通用串行總線接口)、音頻接口、VGA視頻輸出接口、I2C(現(xiàn)場總線)、SPI(串行外圍設備接口)和IrDA(紅外線接口)等。這一點其實和單片機相似。