嵌入式系统的分类与组成

一、嵌入式系统分类

(1) 嵌入式微处理器(EMBEDDED MICROPROCESSOR UNIT, EMPU)

? 嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU。在应用中,将微处理器装配在专门设计的电路板上,只保留和嵌入式应用有关的母板功能,这样可以大幅度减小系统体积和功耗。为了满足嵌入式应用的特殊要求,嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的,但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。
? 和工业控制计算机相比，嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点，但是在电路板上必须包括ROM、RAM、总线接口、各种外设等器件，从而降低了系统的可靠性，技术保密性也较差。
? 嵌入式处理器目前主要有ADVANCED RISC MACHINES公司的ARM、SILICON
GRAPHICS公司的MIPS、IBM和MOTOROLA的POWER PC 、INTEL的X86和I960芯片、AMD的AM386EM、HITACHI的SH RISC芯片。

(2) 嵌入式微控制器(MICROCONTROLLER UNIT , MCU)

? 嵌入式微控制器又称单片机。嵌入式微控制器一般以某一种微处理器内核为核心，芯片内部集成ROM、EPROM、RAM、Flash RAM、总线、总线逻辑、定时/计
数器、WatchDog、串行口、脉宽调制输出、A/D等各种必要功能和外设。与嵌入
式微处理器相比,微控制器的最大特点是单片化,体积大大减小,从而使功耗和成本下
降、可靠性提高。
? 和嵌入式微处理器相比，微控制器的最大特点是单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本下降、可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系统工业的主流，占整个嵌入式市场份额的70%。微控制器的片上外设资源一般比较丰富，适合于控制，因此称微控制器。
? 通用系列：8051、P51XA、MCS-251、MCS-96/196/296、C166/167、MC68HC05/11/12/16、68300等。
? 半通用系列：支持USB接口的MCU 8XC930/931、C540、C541；
? 专用系列：支持I2C、CAN-Bus、LCD的MCU及兼容系列。
? 目前有许多微处理器逐渐演化为微控制器（MCU）比如ARM，因此这些概念开始交叉融会。

(3) 嵌入式DSP处理器( EMBEDDED DIGITAL SIGNALPROCESSOR , EDSP)

(4) 嵌入式片上系统(SYSTEM ON CHIP)

? SOC是嵌入式系统的一种新形式，是将微处理器、模拟IP核、数字IP核和存储器(或片外存储控制接口)集成在单一芯片上。它通常是客户定制的，或是面向特定用途的标准产品，在一块硅片里实现了能完成一个计算机系统功能所需要的硬件集成电路和嵌入式软件，属于计算机与微电子的新兴交叉学科。
? SoC 的设计基础是IP（Intellectual Property）复用技术。
? IP 模块是一种预先设计好，已经过验证，具有某种确定功能的集成电路、器件或部件。
? 2 种不同形式：软IP 核(soft IP core)和硬IP 核(hard IP core)
? SOC的优势：
? 降低耗
? 减少体积
? 丰富系统功能
? 提高速度
? 节省成本

二、嵌入式系统的组成

嵌入式系统由硬件和软件两大部分组成，用于实现对其他设备的控制、
监视或管理等功能。前者是整个系统的物理基础，它提供软件运行平台和通
信接口；后者实际控制系统的运行。
硬件：嵌入式微处理器、外围电路、外围硬件设备。
软件：BOOTLOADER、嵌入式操作系统、用户的应用程序等。

（一）、硬件

硬件：嵌入式微处理器、外围电路、外围硬件设备。
?CPU是嵌入式系统的核心处理器，又称为嵌入式微处理器，负责控制整个嵌入式系统的执行；
?外围电路包括嵌入式系统的内存、I/O端口、复位电路、ADC/DAC（模数转换器/数模转换器）和电源等，与核心处理器一起构成一个完整的嵌入式目标系统。
? SRAM（STATIC RANDOM ACCESS MEMORY）为静态随机存储器
? FLASH为闪存器，固态存储器
? DRAM（DYNAMIC RANDOM ACCESS MEMORY）为动态随机存储器
?外部设备指嵌入式系统与真实环境交互的各种设备，包括通用串行总线USB（UNIVERSAL SERIAL BUS）、存储设备、鼠标、键盘、液晶显示器（LCD，LIQUIDCRYSTAL DISPLAY）、红外线数据传输（IRDA，INFRARED DATA ASSOCIATION）和打印设备等。