嵌入式系统概述及与单片机区别说明

嵌入式系统的起源、分类、与通用计算机和单片机的区别一、现代计算机的技术发展史 (包括通用计算机系统与嵌入式计算机系统)1.始于微型机时代的嵌入式应用电子数字计算机诞生于1946年，在其后漫长的历史进程中，计算机始终是供养在特殊的机房中，实现数值计算的大型昂贵设备。

直到20世纪70年代，微处理器的出现，计算机才出现了历史性的变化。

以微处理器为核心的微型计算机以其小型、价廉、高可靠性特点，迅速走出机房;基于高速数值解算能力的微型机，表现出的智能化水平引起了控制专业人士的兴趣，要求将微型机嵌入到一个对象体系中，实现对象体系的智能化控制。

例如，将微型计算机经电气加固、机械加固，并配置各种外围接口电路，安装到大型舰船中构成自动驾驶仪或轮机状态监测系统。

这样一来，计算机便失去了原来的形态与通用的计算机功能。

为了区别于原有的通用计算机系统，把嵌入到对象体系中，实现对象体系智能化控制的计算机，称作嵌入式计算机系统。

因此，嵌入式系统诞生于微型机时代，嵌入式系统的嵌入性本质是将一个计算机嵌入到一个对象体系中去，这些是理解嵌入式系统的基本出发点。

2.现代计算机技术的两大分支由于嵌入式计算机系统要嵌入到对象体系中，实现的是对象的智能化控制，因此，它有着与通用计算机系统完全不同的技术要求与技术发展方向。

通用计算机系统的技术要求是高速、海量的数值计算;技术发展方向是总线速度的无限提升，存储容量的无限扩大。

而嵌入式计算机系统的技术要求则是对象的智能化控制能力;技术发展方向是与对象系统密切相关的嵌入性能、控制能力与控制的可靠性。

早期，人们勉为其难地将通用计算机系统进行改装，在大型设备中实现嵌入式应用。

然而，对于众多的对象系统(如家用电器、仪器仪表、工控单元……)，无法嵌入通用计算机系统，况且嵌入式系统与通用计算机系统的技术发展方向完全不同，因此，必须独立地发展通用计算机系统与嵌入式计算机系统，这就形成了现代计算机技术发展的两大分支。

单片机和linux嵌入式操作系统区别随着嵌入式行业硬件平台的性能增强，项目需求和功能日益复杂，ARM公司推出的 CORTEX-M3，更是让以往做单片机的工程师在芯片和技术选型面临两难选择，本专题将从芯片价格、整个系统的硬件软件设计及维护的成本等各个方面给您提供一个参考，并从技术角度分析单片机和带操作系统的系统的软件开发的异同点。

● 1.单片机与ARM等新处理器的价格比较● 2.带操作系统与不带操作系统的软件开发的区别● 2.1.驱动开发的区别● 2.2.应用程序开发的区别1. 单片机与ARM等新处理器的价格比较表1自己不熟悉的芯片和技术，最后的成本也可能更高。

2. 带操作系统与不带操作系统的软件开发的区别用通俗的话来说，一个处理芯片不运行操作系统，我们就把它称为单片机，而单片机编程就是写裸板程序，这个程序直接在板子上运行；相对的，另一种程序就是基于操作系统的程序，说得简单点就是，这种程序可以通过统一的接口调用“别人写好的代码”，在“别人的基础上”更快更方便地实现自己的功能。

2.1. 驱动开发的区别驱动开发的区别我总结有两点：能否借用、是否通用。

2.1.1 能否借用基于操作系统的软件资源非常丰富，你要写一个Linux设备驱动时，首先在网上找找，如果有直接拿来用；其次是找到类似的，在它的基础上进行修改；如果实在没有，就要研究设备手册，从零写起。

而不带操作系统的驱动开发，一开始就要深入了解设备手册，从零开始为它构造运行环境，实现各种函数以供应用程序使用。

举个例子，要驱动一块LCD，在单片机上的做法是：①首先要了解LCD的规格，弄清楚怎么设置各个寄存器，比如设置LCD的时钟、分辨率、象素②划出一块内存给LCD使用③编写一个函数，实现在指定坐标描点。

比如根据x、y坐标在这块内存里找到这个象素对应的小区域，填入数据。

基于操作系统时，我们首先是找到类似的驱动，弄清楚驱动结构，找到要修改的地方进行修改。

下面是单片机操作LCD的代码：①初始化：void Tft_Lcd_Init(int type)｛/** 设置LCD控制器的控制寄存器LCDCON1~5* 1. LCDCON1:* 设置VCLK的频率：VCLK(Hz) = HCLK/[(CLKVAL+1)x2]* 选择LCD类型: TFT LCD* 设置显示模式: 16BPP* 先禁止LCD信号输出* 2. LCDCON2/3/4:* 设置控制信号的时间参数* 设置分辨率，即行数及列数* 现在，可以根据公式计算出显示器的频率：* 当HCLK=100MHz时，* Rate =1/[{(VSPW+1)+(VBPD+1)+(LIINEVAL+1)+(VFPD+1)}x* {(HSPW+1)+(HBPD+1)+(HFPD+1)+(HOZVAL+1)}x * {2x(CLKVAL+1)/(HCLK)}]* = 60Hz* 3. LCDCON5:* 设置显示模式为16BPP时的数据格式: 5:6:5* 设置HSYNC、VSYNC脉冲的极性(这需要参考具体LCD 的接口信号): 反转* 半字(2字节)交换使能*/LCDCON1 = (CLKVAL_TFT_320240<<8) | (LCDTYPE_TFT<<5) | \(BPPMODE_16BPP<<1) | (ENVID_DISABLE<<0);LCDCON2 = (VBPD_320240<<24) |(LINEVAL_TFT_320240<<14) | \(VFPD_320240<<6) |(VSPW_320240);LCDCON3 = (HBPD_320240<<19) | (HOZVAL_TFT_320240<<8) | (HFPD_320240);LCDCON4 = HSPW_320240;// LCDCON5 = (FORMAT8BPP_565<<11) | (HSYNC_INV<<9) | (VSYNC_INV<<8) | \// (HWSWP<<1);LCDCON5 = (FORMAT8BPP_565<<11) |(HSYNC_INV<<9) | (VSYNC_INV<<8) | (VDEN_INV << 6) | \(HWSWP<<0);/** 设置LCD控制器的地址寄存器LCDSADDR1~3* 帧内存与视口(view point)完全吻合，* 图像数据格式如下：* |----PAGEWIDTH----|* y/x 0 1 2 239* 0 rgb rgb rgb ... rgb* 1 rgb rgb rgb ... rgb* 1. LCDSADDR1:* 设置LCDBANK、LCDBASEU* 2. LCDSADDR2:* 设置LCDBASEL: 帧缓冲区的结束地址A[21:1]* 3. LCDSADDR3:* OFFSIZE等于0，PAGEWIDTH等于(240*2/2)*/LCDSADDR1 = ((LCDBUFFER>>22)<<21) |LOWER21BITS(LCDBUFFER>>1);LCDSADDR2 = LOWER21BITS((LCDBUFFER+ \(LINEVAL_TFT_320240+1 )*(HOZVAL_TFT_320240+1)*2)>>1);LCDSADDR3 = (0<<11) | (LCD_XSIZE_TFT_320240*2/2);/* 禁止临时调色板寄存器 */TPAL = 0;fb_base_addr = LCDBUFFER;bpp = 16;xsize = 320;ysize = 240;｝②描点：/** 画点* 输入参数：* x、y : 象素坐标* color: 颜色值* 对于16BPP: color的格式为0xAARRGGBB (AA = 透明度),* 需要转换为5:6:5格式* 对于8BPP: color为调色板中的索引值，* 其颜色取决于调色板中的数值*/void PutPixel(UINT32 x, UINT32 y, UINT32 color){UINT8 red,green,blue;switch (bpp){case 16:{UINT16 *addr = (UINT16*)fb_base_addr + (y * xsize + x);red = (color >> 19) & 0x1f;green = (color >> 10) & 0x3f;blue = (color >> 3) & 0x1f;color = (red << 11) | (green << 5) | blue; // 格式5:6:5*addr = (UINT16) color;break;}case 8:{UINT8 *addr = (UINT8 *)fb_base_addr + (y * xsize + x);*addr = (UINT8) color;break;}default:break;}}下面是在Linux的LCD驱动里修改的地方(arch\arm\mach-s3c2440\mach-smdk2440.c)：/* 320x240 */static struct s3c2410fb_mach_info smdk2440_lcd_cfg__initdata = {.regs = {.lcdcon1 = S3C2410_LCDCON1_TFT16BPP | \S3C2410_LCDCON1_TFT | \S3C2410_LCDCON1_CLKVAL(0x04),.lcdcon2 = S3C2410_LCDCON2_VBPD(1) | \S3C2410_LCDCON2_LINEVAL(239) | \ S3C2410_LCDCON2_VFPD(5) | \S3C2410_LCDCON2_VSPW(1),.lcdcon3 = S3C2410_LCDCON3_HBPD(36) | \S3C2410_LCDCON3_HOZVAL(319) | \S3C2410_LCDCON3_HFPD(19),.lcdcon4 = S3C2410_LCDCON4_MVAL(13) | \S3C2410_LCDCON4_HSPW(5),.lcdcon5 = S3C2410_LCDCON5_FRM565 |S3C2410_LCDCON5_INVVLINE |S3C2410_LCDCON5_INVV |S3C2410_LCDCON5_INVVDEN |S3C2410_LCDCON5_PWREN |S3C2410_LCDCON5_HWSWP,},.gpccon = 0xaaaa56aa,.gpccon_mask = 0xffffffff,.gpcup = 0xffffffff,.gpcup_mask = 0xffffffff,.gpdcon = 0xaaaaaaaa,.gpdcon_mask = 0xffffffff,.gpdup = 0xffffffff,.gpdup_mask = 0xffffffff,.fixed_syncs = 1,.type = S3C2410_LCDCON1_TFT,.width = 320,.height = 240,.xres = {.min = 320,.max = 320,.defval = 320,},.yres = {.max = 240,.min = 240,.defval = 240,},.bpp = {.min = 16,.max = 16,.defval = 16,},};这并不表示代码Linux的驱动程序就比单片机的驱动程序好写，怎么在几万个文件中找到要修改的代码，这也是需要艰苦的学习的。

嵌入式与单片机的异同及其发展趋势如果说微型机的出现，使计算机进入到现代计算机发展阶段，那么嵌入式计算机系统的诞生，则标志了计算机进入了通用计算机系统与嵌入式计算机系统两大分支并行发展时代，从而导致20世纪末，计算机的高速发展时期。

嵌入式计算机系统走上了一条独立发展的单芯片化道路。

它动员了原有的传统电子系统领域的厂家与专业人士，接过起源于计算机领域的嵌入式系统，承担起发展与普及嵌入式系统的历史任务，迅速地将传统的电子系统发展到智能化的现代电子系统时代。

按照历史性、本质性、普遍性要求，嵌入式系统定义为：“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。

嵌入式系统的特点与定义不同，由定义中的三个基本要素衍生出来的。

不同的嵌入式系统其特点会有所差异。

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。

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。

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。

与上两个特点相呼应，这样的计算机必须配置有与对象系统相适应的接口电路。

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）。

嵌入式系统与对象系统密切相关，其主要技术发展方向是满足嵌入式应用要求，不断扩展对象系统要求的外围电路（如ADC、DAC、PWM、日历时钟、电源监测、程序运行监测电路等），形成满足对象系统要求的应用系统。

因此，嵌入式系统作为一个专用计算机系统（满足对象系统要求的计算机应用系统），要不断向计算机应用系统发展。

单片机开创了嵌入式系统独立发展道路.嵌入式系统虽然起源于微型计算机时代，然而，微型计算机的体积、价位、可靠性都无法满足广大对象系统的嵌入式应用要求，因此，嵌入式系统必须走独立发展道路——芯片化道路。

单片机与嵌入式的区别之学习感悟单片机和嵌入式，其实没有什么标准的定义来区分他们，对于进行过单片机和嵌入式开发的开发者来说，都有他们自己的定义，接下来，就谈谈本人对这两个概念的理解和感悟。

首先明确概念，什么是单片机，单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。

从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。

比如最经典的51系列单片机，外观只是一块一个拇指大小的长方体芯片，共40个引脚，里面包含了逻辑运算单元。

实际上也就是一个cpu。

一直记得上单片机的第一节课上，老师介绍单片机时，是这样说的：单片机姓单。

为什么要强调这一点呢？方便容易分不清的童鞋，以后每次想问这个问题的时候都想想这句话。

了解的人其实很容易分开它们，实际上他们也没有什么可比性。

首先，见过单片机的人，都知道，其实单片机只是一块芯片，里面有运算器、存储器等组成的一个具有逻辑、运算、通信等功能的单元。

说的再具体点，实际一个CPU。

DSP芯片也可以认为是一个单片机。

当然它们性能很强大，但是功能依然很单一，总之就是处理数据、逻辑。

其次，单片机可以完成很多的任务处理，但一般都是跟一定的外围设备进行协作，比如，添加LED灯，实现交通灯系统;添加液晶屏，实现动画播放等。

（当然很多同学都已经在大学期间自己完成过一个最小系统）最后，我们来总结一下单片机，单片机是完成运算、逻辑控制、通信等功能的单一模块。

相信我的上述讲解中，大家发现到了，单片机真的就是姓单（这个字读dan）。

针对嵌入式的概念是有些模糊定义的，一般情况下指的都是嵌入式系统。

正因为这个概念有些模糊，所以会导致很多人对该概念的模糊认识。

DSP 、单片机以及嵌入式微处理器都是嵌入式家族的一员。

最大区别是DSP 能够高速、实时地进行数字信号处理运算。

数字信号处理运算的特点是乘/加及反复相乘求和（乘积累加）。

为了能快速地进行数字信号处理的运算，（1）DSP设置了硬件乘法/累加器，（2）能在单个指令周期内完成乘/加运算。

（3）为满足FFT、卷积等数字信号处理的特殊要求，目前DSP大多在指令系统中设置了“循环寻址”及“位倒序”寻址指令和其他特殊指令，使得寻址、排序的速度大大提高。

DSP完成1024复点FFT的运算，所需时间仅为微秒量级。

高速数据的传输能力是DSP高速实时处理的关键之一。

新型的DSP设置了单独的DMA总线及其控制器，在不影响或基本不影响DSP处理速度的情况下，作并行的数据传送，传送速率可达每秒百兆字节。

DSP内部有流水线，它在指令并行、功能单元并行、多总线、时钟频率提高等方面不断创新和改进。

因此，DSP与单片机、嵌入式微处理器相比，在内部功能单元并行、多DSP核并行、速度快、功耗小、完成各种DSP算法方面尤为突出。

单片机也称微控制器或嵌入式控制器，它是为中、低成本控制领域而设计和开发的。

单片机的位控能力强，I/O接口种类繁多，片内外设和控制功能丰富、价格低、使用方便，但与DSP相比，处理速度较慢。

DSP具有的高速并行结构及指令、多总线，单片机却没有。

DSP处理的算法的复杂度和大的数据处理流量更是单片机不可企及的。

嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU（微处理器）。

是嵌入式系统的核心。

为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。

与工业控制计算机相比，嵌入式微处理器具有体积小、质量轻、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。

在应用设计中，嵌入式微处理器及其存储器、总线、外设等安装在专门设计的一块电路板上，只保留和嵌入式应用有关的母板功能，可大幅度减小系统的体积和功耗。

单片机与嵌入式系统的区别与联系简介：单片机和嵌入式系统是现代电子技术中重要的概念。

虽然它们都具有相似之处，但在应用领域和设计理念上存在一些不同之处。

本文将探讨单片机与嵌入式系统的区别和联系。

一、单片机介绍单片机（Microcontroller Unit，MCU）是一种集成了处理器、存储器和外设接口的微型计算机系统。

它通常运行一个特定的程序，以控制和管理外部设备，如电机、感应器和显示屏。

单片机通常用于需要实时控制和响应的应用，例如家电、汽车电子和工业控制等领域。

1.1 单片机的特点单片机具有以下特点：（1）集成度高：单片机由CPU、RAM、ROM、I/O接口等组成于一个芯片；（2）资源有限：存储器和外设资源有限，适合实时响应和简单控制任务；（3）低功耗：单片机通常以低功耗设计，能够长时间稳定运行。

1.2 单片机的应用单片机在各个领域得到广泛应用，如：（1）家电：空调、洗衣机、冰箱等家用电器中的控制单元；（2）汽车电子：发动机控制、车载电子、安全系统等；（3）工业控制：自动化生产线、仪器仪表等。

二、嵌入式系统介绍嵌入式系统（Embedded System）是包含硬件和软件的系统，通常用于特定的应用领域。

与单片机相比，嵌入式系统具有更高的计算能力和更强大的功能。

它们是专门针对特定任务而设计的，既可以包含单片机，也可以包含更复杂的处理器。

2.1 嵌入式系统的特点嵌入式系统具有以下特点：（1）更强大的处理能力：嵌入式系统可以包含多种处理器架构，如ARM、x86等，能够处理更加复杂的任务；（2）丰富的外设接口：嵌入式系统可以通过各种接口连接到更多的外设，如摄像头、触摸屏等；（3）扩展性强：嵌入式系统的设计允许扩展更多的外设和功能。

2.2 嵌入式系统的应用嵌入式系统广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：（1）智能手机：智能手机是一种典型的嵌入式系统，它不仅具备通信功能，还包含多种嵌入式系统，如操作系统、传感器等；（2）网络设备：路由器、交换机等网络设备中的控制系统；（3）医疗设备：心脏起搏器、血糖仪等医疗器械中的控制单元。

81632DSP：数字信号处理器，处理器采用哈弗结构，工作频率较高，能大幅度提高数字信号处理算法的执行效率。

MCU：微控制器，主要用于控制系统，工作频率一般来说比DSP低，硬件上具有多个IO 端口，同时也集成了多个外设，主要是便于在控制系统中的应用。

至于ARM处理器，个人认为是MCU的高级版本，ARM本身只是一个内核，目前已经有多个版本。

CPLD：复杂可编程逻辑器件FPGA：现场可编程门阵列后两者都是可编程器件，CPLD目前一半采用FLASH技术，而FPGA采用SRAM技术，这就决定了FPGA需要采用特定的配置技术。

同时FPGA的规模要比CPLD大得多，但CPLD应用起来相对要简单的多单片机单片机是集成了CPU ，ROM ，RAM 和I/ O 口的微型计算机。

它有很强的接口性能，非常适合于工业控制，因此又叫微控制器(MCU) 。

它与通用处理器不同，它是以工业测控对象、环境、接口等特点出发，向着增强控制功能，提高工业环境下的可靠性、灵活方便地构成应用计算机系统的界面接口的方向发展。

所以，单片机有着自己的特点。

品种齐全，型号多样自从INTEL 推出51 系列单片机，许多公司对它做出改进，发展成为增强型51 系列，而且新的单片机类型也不断涌现。

如MOTOROLA 和PHIL IPS 均有几十个系列，几百种产品。

CPU 从8 ，16 ，32 到64 位，多采用RISC 技术，片上I/O 非常丰富，有的单片机集成有A/ D ，“看门狗”，PWM ，显示驱动，函数发生器，键盘控制等，它们的价格也高低不等，这样极大地满足了开发者的选择自由。

低电压和低功耗随着超大规模集成电路的发展，NMOS 工艺单片机被CMOS代替，并开始向HMOS 过渡。

供电电压由5V 降到3V ，2V 甚至到1V ，工作电流由mA 降至μA ，这在便携式产品中大有用武之地。

DSP 芯片DSP 又叫数字信号处理器。

顾名思义，DSP 主要用于数字信号处理领域，非常适合高密度，重复运算及大数据容量的信号处理。

32bit与8bit单片机，应用开发三大区别arm处理器在全球范围的流行，32位的RISC嵌入式处理器已经成为嵌入式应用和设计的主流。

与国内大量应用的8位单片机相比，32位的嵌入式CPU有着非常大的优势，它为嵌入式设计带来丰富的硬件功能和额外的性能，使得整个嵌入式系统的升级只需通过软件的升级即可实现。

而8位处理器通常受到的64K软件限制也不存在了，设计者几乎可以任意选择多任务操作系统，并将应用软件设计得复杂庞大，真正体现“硬件软件化”的设计思想。

什么发生了改变目前，国内熟悉8位处理器开发的工程师非常多，开发工具和手段也很丰富，并且价格较低。

而32位处理器的开发与8位处理器的开发则有着许多明显的不同。

第一，实时多任务操作系统(RTOS)引入32位嵌入式系统。

由于32位CPU的资源丰富，指令集相对庞大，而且，系统软件比较复杂，所以，通常在开发时要选用相应的RTOS来对应用软件中的各个任务进行调度。

软件设计工程师需要学习全新的RTOS技术，掌握底层软件、系统软件和应用软件的设计和调试方法。

这对于开发者来说是一个新的挑战。

当然，RTOS的引入，也将给嵌入式开发商带来软件的模块化和可移植化等好处，为软件的工程化管理做好准备。

第二，调试的硬件接口发生改变。

在开发8位处理器时，通常采用在线仿真器ICE(In-Circuit-Emulator)，ICE通过插座或者相应的夹具替代CPU来进行仿真和开发工作。

而对于32位嵌入式处理器来说，因其过高的时钟频率(50MHZ 至400MHZ以上)和复杂的封装形式(如BGA)导致ICE很难胜任开发工具的工作。

CPU厂商借助于边界扫描接口(JTAG口)来提供调试信息，供开发者进行开发。

JTAG口通常是一个14Pin或20Pin的插座，JTAG调试器(或称JTAG仿真器)因为可直接从CPU获取调试信息而使得该产品的设计简化，从而使得价格要低于ICE。

第三，系统的开发方式产生变化。

单片机和嵌入式的区别什么是单片机呢？中文为微处理器，一般我们将单片微型计算机简称为单片机，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。

在一块芯片上集成ROM，RAM，FLASH存储器，外部只需要加电源、复位、时钟电路，就可以成为一个简单的系统。

相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O 设备。

是一种典型的嵌入式微控制器。

那么，什么是嵌入式系统？嵌入式系统是指以应用为中心，以计算机技术为基础，软、硬件可裁剪，多采用ARM，Power PC，其他16位/32位MCU做处理器，基本有板载BOOT引导程序，内存、FLASH、调试口、看门狗、串口、按键等基本的应用，适应应用系统对功能、体积、成本、可靠性、功耗严格要求，存储、传输、运算需求的专用计算机系统。

对于单片机与嵌入式系统这两者又有什么区别与联系呢（嵌入式操作系统功能）？单片机与嵌入式系统组成结构对比（1）单片机基本结构单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成。

（2）嵌入式系统成部分：嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、特定的应用程序构成。

嵌入式系统设计的第一步是结合具体的应用，综合考虑系统对成本、性能、可扩展性、开发周期等各个方面的要求，确定系统的主控器件，并以之为核心搭建系统硬件平台。

单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。

从上世纪80年代，由当时的4位、8为单片机，发展到现在的32位300M的高速单片机。

单片机就是一个最典型的嵌入式系统。

由于嵌入式系统应用中，对象系统的广泛性与单片机的独主发展道路，使嵌入式系统应用在客观上存在两种模式，从学科建设上，可统一成嵌入式系统应用的高低端。

单片机与嵌入式系统的关系嵌入式系统是指嵌入到产品中并拥有特定功能的计算机系统，其核心部件通常是单片机。

单片机是一种集成了中央处理器、内存和输入/输出接口的微型计算机，用于控制和执行特定任务。

本文将从单片机和嵌入式系统的定义、特点、应用以及关系等方面进行论述。

一、单片机的定义与特点单片机是一种完整的计算机系统，集成了中央处理器（CPU）、RAM（随机存储器）、ROM（只读存储器）、I/O（输入/输出）接口等功能模块在一个芯片上。

与传统计算机不同，单片机一般不具备操作系统的功能，其程序是直接存储在ROM中，因此无需外部存储器。

单片机具有体积小、功耗低、成本低、系统设计简单等特点，可以广泛应用于各个领域。

二、嵌入式系统的定义与特点嵌入式系统是一种在特定产品或系统中嵌入的计算机系统，旨在完成特定的任务。

嵌入式系统的核心部件通常是单片机，它与产品的其他硬件组件相结合，构成一个完整的系统。

嵌入式系统通常具有专用性、实时性、稳定性、可靠性、低功耗等特点，可以广泛应用于智能家居、汽车电子、医疗设备、工业自动化等领域。

三、单片机在嵌入式系统中的应用单片机在嵌入式系统中起着至关重要的作用，它负责数据处理、控制操作和与外部设备的交互等任务。

举几个具体的应用案例来说明单片机在嵌入式系统中的应用：1. 智能家居系统：智能家居系统是通过嵌入式系统实现的，而单片机则是系统的核心。

通过使用单片机，智能家居系统可以实现对家庭设备的控制，比如智能灯光、温控系统、安防系统等。

2. 汽车电子控制系统：现代汽车中的各种电子设备都依赖于嵌入式系统，而单片机则是其中最重要的组成部分之一。

通过单片机控制，汽车电子系统可以实现对发动机、刹车、空调、音响等功能的控制和监测。

3. 医疗设备：医疗设备中的嵌入式系统通常采用单片机作为核心控制单元。

通过单片机的控制，医疗设备可以完成生命体征的监测、疾病的诊断和治疗等任务，提高医疗质量和效率。

四、单片机与嵌入式系统的关系单片机是嵌入式系统的核心组成部分之一，没有单片机就没有嵌入式系统的实现。

开发板、单片机、ARM区别及简介1、开发板●开发板（demoboard）是用于嵌入式系统开发的电路板，包括一系列硬件组件，例如中央处理器，内存，输入设备，输出设备，数据路径/总线和外部资源接口。

●开发板通常由嵌入式系统开发人员根据开发需要定制，也可以由用户进行研究和设计。

开发板供初学者了解和学习系统的硬件和软件。

同时，一些开发板还提供了基本的集成开发环境以及软件源代码和硬件原理图。

常见的开发板包括51，ARM，FPGA和DSP开发板。

●简而言之，它指的是用于学习的许多单芯片外围设备的集成，例如LED灯，数字管，按钮，行和行按钮，步进电机，伺服电机，LCD显示器等。

实验，开发等。

开发板是一种实验设备（SCM编程）。

2、单片机●单片机不是执行特定逻辑功能的芯片，而是将计算机系统集成到芯片上的芯片。

它等效于微型计算机。

与计算机相比，单芯片计算机仅缺少I/O设备。

●简而言之：芯片变成了计算机。

它体积小，重量轻，价格低廉，为学习，应用和开发提供了便利的条件。

同时，学习使用单片机是理解计算机原理和结构的最佳选择。

●MCU开发板在官方ARM开发板的基础上增加了外围设备后，配备了许多功能接口，例如扩展的TFT-LCD，LVDS接口，触摸屏，VGA，矩阵键盘，外部总线接口，CAN，SPI，PWM，高速USBHOST\Device，SD卡、RS232\RS485串行端口，音频，MIC等常用接口，国内领先的嵌入式解决方案制造商经常使用具有多个核心平台的ARM开发板，因此各种技术公司的研发工程师可以轻松测试ARM开发板，而R＆D公司产品可以通过开发板中的数据文件快速开发公司产品并缩短研发周期。

●在批量生产产品之前，单片机就用于产品的设计和开发，当我们有一定的理论基础研究知识时，单片机开发板就是我们的实用工具（PIC单片机）），通过单片机开发板，我们可以做一些实验来掌握学到的知识。

●单片机的应用领域非常广泛，例如智能仪表，实时工业控制，通讯设备，导航系统，家用电器等。

一、单片机嵌入式系统概述嵌入式系统一、一、嵌入式系统1、什么是嵌入式系统按计算机的非嵌入式应用和嵌入式应用将其分为通用计算机系统和嵌入式计算机系统。

PC机电梯控制柜通用计算机具有计算机的标准形态，通过装配不同的应用软件，以类同面目出现，并应用在社会的各个方面。

现在我们在办公室里、家庭中，最广泛普及使用的PC机就是通用计算机其最典型的代表。

而嵌入式计算机则是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统中的。

在许多的应用领域中，如工业控制、智能仪器仪表、家用电器、电子通信设备等电子系统和电子产品中，对计算机的应用有着不同的要求。

这些要求的主要特征为：(1)面对控制对象。

面对物理量传感器变换的信号输入；面对人机交互的操作控制；面对对象的伺服驱动和控制。

(2)嵌入到应用系统。

体积小、低功耗、价格低廉，可方便地嵌入到应用系统和电子产品中。

(3)能在工业现场环境中可靠运行。

(4)优良的控制功能。

对外部的各种模拟和数字信号能及时地捕捉，对多种不同的控制对象能灵活地进行实时控制。

我们将具备高速计算能力和海量存储，用于高速数值计算和海量数据处理的计算机称为通用计算机系统。

而将面对工控领域对象，嵌入到各种控制应用系统、各类电子系统和电子产品中，实现嵌入式应用的计算机系统称之为嵌入式计算机系统，简称嵌入式系统。

2、嵌入式系统的特点与应用(1)嵌入式系统就是指用于实现独立功能的专用计算机系统。

(2)嵌入式系统是以应用为核心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、安全性、成本、体积、重量、功耗、环境等方面有严格要求的专用计算机系统。

(3)嵌入式计算机系统在应用数量上远远超过了各种通用计算机系统。

(4)通用计算机系统和嵌入式计算机系统形成了计算机技术的两大分支。

二、嵌入式系统的种类嵌入式计算机系统的构成，根据其核心控制部分的不同可分为几种不同的类型：(1)各种类型的工控机(2)可编程逻辑控制器PLC(3)以通用微处理器或数字信号处理器构成的嵌入式系统(4)单片嵌入式系统(5)FPGA嵌入式系统以单片机作为控制核心的单片嵌入式系统大部分应用于专业性极强的工业控制系统中。

2014年计算机三级考试嵌入式系统开发技术复习大纲(含答案)第一章嵌入式系统概述1.嵌入式系统的定义答：1以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

2.嵌入式系统的组成，能画出嵌入式系统的组成框架。

答：嵌入式系统由软件系统和硬件系统两部分组成。

3. 单片机是不是嵌入式系统？它与ARM嵌入式系统有何异同？答：单片机是嵌入式系统。

单片机一般是4位、8位或16位的数据总线，一般内置存储器，不运行操作系统，侧重于低成本，主要应用与工业控制等领域；而ARM嵌入式系统是32位的数据总线，运算速度快，外接大容量存储器，能运行操作系统以适合多种应用。

4.嵌入式系统与通用计算机之间的区别。

答：通用计算机系统采用标准化、模块化的设计，其技术要求是高速、海量的信息处理，技术发展方向是处理速度、总线宽度、存储容量的无限提升。

而嵌入式系统怎采用针对性较强的专业化设计，技术要求是满足具体应用，技术发展方向是在保证应用系统的技术要求和可靠性的前提下，尽可能减小成本、体积和功耗。

5.嵌入式处理器的分类答：1嵌入式微处理器MPU 2嵌入式微控制器MCU 3 嵌入式DSP处理器4嵌入式片上系统SOC 5 嵌入式可编程片上系统SOPC6. 嵌入式操作系统的作用是什么？请举出3种常见的操作系统。

答：用于管理存储器分配、中断处理、任务间通信和定时器响应，以及提供多任务处理等功能。

嵌入式操作系统，大大地提高了嵌入式系统硬件工作效率，并为应用软件开发提供了极大的便利。

3种常见的操作系统：WinCE、Vxworks、uClinux7．嵌入式系统开发流程答:嵌入式系统开发流程一般可分为4个阶段：需求分析阶段、硬件开发阶段、软件开发阶段和程序固化阶段。

第二章ARM处理器编程基础1.计算机中的两种典型体系结构是什么，各自的特点是什么？冯·诺依曼体系和哈佛体系结构冯·诺依曼体系:1）数据与指令都存储在同一存储区中，取指令与取数据利用同一数据总线。

ARM处理器特点：1支持Thumb和ARM双指令集，能很好地兼容8位/16位器件。

Thumb指令集比通常的8位和16位CISC／RISC处理器具有更好代码密度。

2指令采用的３级、５级流水技术。

4支持大端格式和小端格式两种方法存储数据。

5支持字节、半字、和字这3种数据类型。

6 体积小，成本低，性能高ARM工作状态：1、３２位ARM状态、2、１６位Thumb状态ARM处理器七种运行模式：用户、快中断、中断、管理、（指令预取）中止、系统和未定义（除用户模式外，其余6种模式称为非用户模式，或特权模式；除去用户模式和系统模式外，其余5种模式又称为异常模式）。

R13为堆栈指针SP，R14为链接寄存器LR，R15为程序计数器PC，R16状态寄存器CPSR ARM（嵌入式）系统（从模块结构上看）三大组成部分：硬件、软件、开发平台。

嵌入式系统概念：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

嵌入式开发环境主要组件：●宿主机●目标机●基于JTAG的ICD仿真器、或调试监控软件、或在线仿真器ICE●运行于宿主机的交叉编译器和链接器、以及开发工具链或软件开发环境●嵌入式操作系统常见的嵌入式系统：移动电话、数码照相机、MP4、数字电视的机顶盒、微波炉、汽车内部的喷油控制系统、防抱死制动系统。

4种电源管理模式：1正常模式：正常运行模式2慢速模式：不加PLL的低时钟频率模式3空闲模式：只停止CPU的时钟4掉电模式：切断所有外设和内核的电源RAM＝SRAM＋DRAM边界对齐方式：字对齐、半字对齐、字节对齐名词解释：ROM：Read Only Memory是只能读出事先所存的数据的固态半导体存储器，其特性是一旦存储资料就无法改变或删除。

ARM：Advanced RISC Machines先进精简指令集。

ARM公司1991年成立于英国剑桥，是专门从事基于RISC技术芯片设计开发公司，主要出售芯片设计技术的授权。