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嵌入式系统的组成

2021-09-26  来自: 21ic电子网 浏览次数:110


嵌入式系统的组成



  嵌入式系统 核心的层次是中1央处理单元部分,它包含运算器和控制器模块,在cpu的基础上进一步配上存储器模块、电源模块、复位模块等就构成了通常所说的 小系统。由于技术的进步,集成电路生产商通常会把许多外设做进同一个集成电路中,这样在使用上更加方便,这样一个芯片通常称之为微控制器。在微控制器的基础上进一步扩展电源传感与检测、实行器模块以及配套App并构成一个具有特定功能的完整单元,就称之为一个嵌入式系统或嵌入式应用。

  硬件结构尽管各种具体的嵌入式系统的功能、外观界面、操作等各不相同,甚至千差万别,但是基本的硬件结构却是大同小异的,而且和通用计算机的硬件系统有着高度的相似性。嵌入式系统的硬件部分看起来与通用计算机系统的没有什么区别,也由处理器、存储器、外部设备、I/O接口、图形控制器等部分组成。但是嵌入式系统应用上的特点致使嵌入式系统在软硬件的组成和实现形式上与通用计算机系统有较大区别。为满足嵌入式系统在速度、体积和功耗上的要求,操作系统、应用App、特殊数据等需要长期保存的数据,通常不使用磁盘这类具有大容量且速度较慢的存储介质,而大多使用EPROM、E2PROM或闪存(Flash Memory)。在嵌入式系统中,A/D或D/A模块主要用于测控方面,这在通用计算机中用得很少。根据实际应用和规模的不同,有些嵌入式系统要采用外部总线。随着嵌入式系统应用领域的迅速扩张,嵌入式系统越来越趋于个性化,根据自身特点采用总线的种类也越来越多。另外,为了对嵌入式处理器内部电路进行测试,处理器芯片普遍采用了边界扫描测试技术(JTAG)。

  App体系嵌入式系统的App体系是面向嵌入式系统特定的硬件体系和用户要求而设计的,是嵌入式系统的重要组成部分,是实现嵌入式系统功能的关键。嵌入式系统App体系和通用计算机App体系类似,分成驱动层、操作系统层、中间件层和应用层等四层,各有其特点。

  驱动层驱动层是直接与硬件打交道的一层,它为操作系统和应用提供硬件驱动或底层核心支撑。在嵌入式系统中,驱动程序有时也称为板级支撑包(BSP)。BSP具有在嵌入式系统上电后初始化系统的基本硬件环境的功能,基本硬件包括微处理器、存储器、中断控制器、DMA、定时器等。驱动层--般可以有三种类型的程序,即板级初始化程序、标准驱动程序和应用驱动程序。 操作系统层嵌入式系统中的操作系统具有一般操作系统的核心功能,负责嵌入式系统的全部软硬件资源的分配、调度工作控制、协调并发活动。它仍具有嵌入式的特点,属于嵌入式操作系统(Embedded Operating System,EOS)。主流的嵌入式操作系统有Windows CE、Palm:OS、Linux、VxWorks.pSOS.QNX.LynxOS等。有了嵌入式操作系统,编写应用程序就更加快速、高1效、稳定。

  中间件层中间件是用于帮助和支撑应用App开发的App,通常包括数据库、网络协议、图形支撑及相应开发工具等,例如:MySQL、TCP/IP、GU1等都属于这一类App。 应用层嵌入式应用App是针对特定应用领域,用来实现用户预期目标的App。嵌入式应用App和普通应用App有一定的区别,它不仅要求在准确性、安全性和稳定性等方面能够满足实际应用的需要,而且还要尽可能地进行优化,以减少对系统资源的消耗,降低硬件成本。嵌入式系统中的应用App是 活跃的力量,每种应用App均有特定的应用背景。尽管规模较小,但专1业性较强,所以嵌入式应用App不像操作系统和支撑App那样受制于国外产品,是我国嵌入式App的优势领域。








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