STM32嵌入式接口与传感器应用开发(1)认识嵌入式系统
一、嵌入式系统的主要特点
(1)功能单一、集成度高、可靠性高、功耗低
(2)软件程序固化在存储芯片上,开发者通常不乏改变,被称为固件(Fire ware)
(3)通常与外部硬件和真实物理环境相连,并且是激励系统。激励系统可看成一直处于某一状态,等待输入信号,对于每个输入信号,都将产生输出或新的状态。
二、嵌入式系统的发展趋势
(1)随着嵌入式微处理器性能的提高,嵌入式系统与通用计算机系统的界限越来越模糊,嵌入式系统的功能也越来越全,好比是平板电脑与笔记本电脑在形式上不断相近一样。
(2)网络功能已成为必然需求。无论是生活中使用最多的WiFi,还是工业上应用最广的Zigbee,都反映出物联网时代即将到来的大势所趋,因此,嵌入式系统的网络功能是在边缘计算和物联网兴起时代的必需品。
三、嵌入式系统的组成
嵌入式系统由硬件系统和软件系统组成
(一)硬件系统
硬件系统由嵌入式微处理器、外设和外围电路组成
(1)嵌入式微处理器
嵌入式微处理器是硬件系统的核心,主要有以下几种:
1、微处理器(MPU ):是构成嵌入式系统的核心部件,也可以说是嵌入式系统的心脏。微处理器可以添加附加单元以加快指令读取速度。
2、微控制器(MCU):就是常说的单片机,是集成有外设的微处理器。是具有微处理器、存储器和其他一些硬件单元的集成芯片(IC)
3、数字信号微处理器(DSP):也称为DSP微处理器,可以简单看成高速执行运算的微芯片。DSP是在硬件中进行算数运算的,因此比通用微处理器那样软件中进行算术运算的速度块2-3倍。
4、多核处理器和多微处理器:
当DSP的计算速度仍然无法满足计算量时,就需要多个微处理器协调运作。
当系统中多个微处理器均以IP(知识产权)核的形式存在一个芯片中是,就成了微处理器。
(2)外设:包括存储器、I/O及定时器等辅助设备。
一些外设被集成到微处理器芯片上,称为片内外设;反之称为片外外设
(二)软件系统
实时操作系统(RTOS)
实时嵌入式操作系统最主要的特点是满足对处理时间的限制和要求。
当外界发生事件或输入数据时,要求系统能及时接收,并且在规定时间内进行响应。
因而,提供及时响应和高可靠性是实时嵌入式操作系统的主要特色。
实时操作系统分为硬实时和软实时。
硬实时:要求在确定时间内完成操作,也就是说要在指定时间内进行数据处理,并执行操作。
软实时:只要求按照任务的优先级别尽可能快速的完成任务。即不规定完成时间,只要求越快越好。
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