嵌入式系统:嵌入到对象体中的专用计算机系统嵌入式系统与通用计算机不同之处:硬件可裁剪嵌入式系统的特点:
- 专用、软硬件可剪裁可配置
- 低功耗、高可靠性、高稳定性
- 软件代码短小精悍
- 代码可固化
- 实时性
- 弱交互性
- 软件开发需要专门的开发工具和开发环境
- 要求开发、设计人员具有较高的技能
嵌入式系统的组成:软件(含驱动、OS、应用层) + 硬件
嵌入式系统硬件组成
1、嵌入式处理器(CPU):嵌入式系统的核心部分,分为:- 嵌入式微处理器(ARM、PowerPC、MIPS等)
- 嵌入式微控制器
- 嵌入式DSP处理器
- SOPC(可编程片上系统 )
- 存储设备(如RAM(SRAM,DRAM)、Flash等)
- 通信设备(如RS-232接口、SPI接口、以太网接口等)
- 显示设备(如显示屏等)
arm:是一种采用RISC(精简指令集)的微处理器的体系架构),由英国Aron公司发明,目前已出到第12代Cortex(若沿用原命名则为arm12)。Cortex架构分为A(针对高端产品),R(针对实时操作系统),M(针对微处理器)Cortex-M架构又分为M0(低功耗、低性能),M1(低功耗、高效率),M3(高效率控制),M4(高性能控制)ST作为一个芯片厂商,针对Cortex-M内核生产的stm32芯片占据了主要市场,也是我们学习的芯片STM32F1xx ——> Cortex-M3内核STM32F4xx ——> Cortex-M4内核
内核:操作系统的核心,规定了软件在某一时刻对硬件的使用方式。内核是软件内核要干的事情无非5件:
- 内存管理
- 虚拟文件系统
- 进程调度
- 网络接口
- 进程间通信
内核与驱动的关系:
- 驱动属于内核的一部分,准确的说是内核的一个组件。不包含驱动的内核也叫做内核
- 内核提供一系列的驱动操作接口供用户层使用,驱动则是在这个接口下实现硬件操控的中间层
OS:操作系统(Operating System)MMU:内存管理单元(Memory Manage Unit)输入:CPU内部经过运算产生的物理地址输出:经MMU转换后的虚拟地址(做物理地址——>虚拟地址,实现内存管理)
OS与MMU关系:
物理地址①是通过CPU对外地址总线②传给Memory Chip③使用的地址;而虚拟地址④是CPU内部执行单元⑤产生的,发送给MMU⑥的地址。硬件上MMU⑥一般封装于CPU芯片⑦内部,所以虚拟地址④一般只存在于CPU⑦内部,到了CPU外部地址总线引脚上②的信号就是MMU转换过的物理地址①。单片机 > CPU ≈ 嵌入式处理器(被裁减的CPU)
嵌入式系统 包括:
- 嵌入式微控制器(16位、8位、以及8位以下的CPU,典型代表就是单片机)
- 嵌入式微处理器(32位,以及32位以上的称为处理器,典型为ARM内核的处理器)
- DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理器)
- SOC(System on Chip, 片上系统,就是把所有的模块都集成到一块芯片上)
来自为知笔记(Wiz)