嵌入式单片机本质上是单片机,目的是构成嵌入式系统,所以其组成和特点遵循单片机和嵌入式系统的组成和特点。
单片机就是微控制器,其特点主要有:
①以控制为主要目的;
②集成度高,体积小,可靠性高;
③工作电压低,功耗低,待机时间长;
④扩展度高,组成灵活;
⑤成本低,性价比高。
单片机的组成架构灵活,一般主要包含:运算器、控制器、存储器、输入输出设备等。
体系结构分为冯·诺依曼体系结构和哈佛体系结构。
硬件结构主要由处理器、数据储存器、程序储存器、定时器/计数器、串并行接口等。
按照历史性、本质性、普遍性要求,嵌入式系统应定义为:“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。对象系统则是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。
嵌入式系统的特点可以由定义中的三个基本要素衍生而来。
①与“嵌入性”的相关特点:由于是嵌入到对象系统中,必须满足对象系统的环境要求,如物理环境(小型)、电气/气氛环境(可靠)、成本(价廉)等要求。
②与“专用性”的相关特点:软、硬件的裁剪性;满足对象要求的最小软、硬件配置等。
③与“计算机系统”的相关特点:嵌入式系统必须是能满足对象系统控制要求的计算机系统,并且必须配置有与对象系统相适应的接口电路。
也可以总结为:实时性、多速率、可剪裁、低功耗、低成本、环境相关等。
另外,在理解嵌入式系统定义时,不要与嵌入式设备相混淆。嵌入式设备是指内部有嵌入式系统的产品、设备,例如,内含单片机的家用电器、仪器仪表、工控单元、机器人、手机、PDA等。
嵌入式系统按形态可分为设备级(工控机)、板级(单板、模块)、芯片级(MCU、SoC)。
嵌入式系统按功用分可为工业用、商业用、军用、民用等,不同的使用环境对嵌入式系统的要求也是不一样的。
ARM处理器ARM处理器由全球领先的32位RISC微处理器知识产权(IP)供应商ARM公司研发,其主要特点为:体积小、低功耗、成本低、性能高、16/32位双指令集、市场份额大。
MIPS处理器MIPS处理器由设计和制造高性能、高档32/64位处理器的MIPS技术公司研发,其主要研发重心在嵌入式系统上。其主要特点是高性能、定位广、64位指令集。
PowerPC处理器PowerPC是摩托罗拉公司和IBM公司联合为苹果公司开发的处理器芯片,其特点是可伸缩性好、灵活度高、应用广泛。
Intel Atom处理器由英特尔公司研发,特点是低功耗、体积小、处理能力强,详见(Atom处理器)。
主要由硬件、软件和相应开发工具与开发系统组成。
硬件包括嵌入式核心芯片、储存器系统和外部接口。
软件包括操作系统和应用软件。