嵌入式產(chǎn)品系統的硬件設計開(kāi)發(fā)基礎知識

嵌入式系統是學(xué)習嵌入式硬件設計開(kāi)發(fā)最為重要的一個(gè)環(huán)節，但是如何學(xué)習嵌入式系統也是很多人最頭疼的事了，其實(shí)嵌入式系統的學(xué)習還是比較簡(jiǎn)單的，只要你掌握好方法，那學(xué)習這個(gè)基本就不是什么難事，對于嵌入式系統學(xué)習來(lái)說(shuō)，你需要好好學(xué)習掌握好嵌入式系統的基礎知識，這樣才能輕松學(xué)習嵌入式系統知識。一起來(lái)看資深程序員總結嵌入式系統基礎知識，讓你輕松學(xué)。

首先嵌入式系統你就應該根據下面的點(diǎn)來(lái)學(xué)習                      相關(guān)文章：《介紹智能硬件設計開(kāi)發(fā)方案的詳細流程》
 

 

1.嵌入式系統是什么

(1)定義：以應用為中心，以計算機技術(shù)為基礎，軟硬件可裁剪，適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專(zhuān)用計算機系統。

(2)嵌入式系統發(fā)展的4個(gè)階段：無(wú)操作系統階段、簡(jiǎn)單操作系統階段、實(shí)時(shí)操作系統階段、面向Internet階段。

(3)知識產(chǎn)權核(IP核)：具有知識產(chǎn)權的、功能具體、接口規范、可在多個(gè)集成電路設計中重復使用的功能模塊，是實(shí)現系統芯片(SOC)的基本構件。

(4)IP核模塊有行為、結構和物理3級不同程度的設計，對應描述功能行為的不同可以分為三類(lèi)：軟核、固核、硬核。

2.嵌入式系統的組成

包含:硬件層、中間層、系統軟件層和應用軟件層

(1)硬件層：嵌入式微處理器、存儲器、通用設備接口和I/O接口。

嵌入式核心模塊=微處理器+電源電路+時(shí)鐘電路+存儲器

Cache：位于主存和嵌入式微處理器內核之間，存放的是最近一段時(shí)間微處理器使用最多的程序代碼和數據。它的主要目標是減小存儲器給微處理器內核造成的存儲器訪(fǎng)問(wèn)瓶頸，使處理速度更快。

(2)中間層(也稱(chēng)為硬件抽象層HAL或者板級支持包BSP).

它將系統上層軟件和底層硬件分離開(kāi)來(lái)，使系統上層軟件開(kāi)發(fā)人員無(wú)需關(guān)系底層硬件的具體情況，根據BSP層提供的接口開(kāi)發(fā)即可。

(3)系統軟件層：由RTOS、文件系統、GUI、網(wǎng)絡(luò )系統及通用組件模塊組成。

RTOS是嵌入式應用軟件的基礎和開(kāi)發(fā)平臺。

(4)應用軟件：由基于實(shí)時(shí)系統開(kāi)發(fā)的應用程序組成。
 

 

3、嵌入式系統分為硬實(shí)時(shí)系統(確保在最壞情況下的服務(wù)時(shí)間，事件都能得到響應)和軟實(shí)時(shí)系統(超過(guò)截止時(shí)間也不會(huì )帶來(lái)致命的錯誤)。

4、嵌入式處理器由存儲器、I/O設備、通信模塊(USB、UART、以太網(wǎng)、Iic、CAN、)和電源等組成。

5、簡(jiǎn)單指令系統和復雜指令系統。

6、EOS Embeded OperationSysrtem 任務(wù)調度、同步機制、中斷處理、文件功能。(VxWorks、Windows CE、嵌入式Linux、uC/OSII)可裁剪，強實(shí)時(shí)性(搶占式任務(wù)調度)，統一接口，GUI，提供強大網(wǎng)絡(luò )功能，強穩定性，弱交互性，固定代碼，良好的移植性。

7、嵌入式系統開(kāi)發(fā)流程：需求分析-<體系結構設計-<機械系統設計、硬件設計、軟件設計-<系統集成-<系統測試。

8、ROM NOR flash(讀速度更快)、NAND flash(寫(xiě)入快，容量大、成本低)、EEPROM等;RAM SRAM(不需，用作高速Cache、成本高、容量小)、DRAM(需要不斷通電刷新保存數據、容量大，便宜)、SDRAM(同步動(dòng)態(tài)RAM)。

9、硬件抽象層，封裝底層硬件，向操作系統和應用層序提供編程接口。板級支持包，既有硬件相關(guān)又有操作系統相關(guān)，負責軟硬件的初始化，提供硬件的驅動(dòng)支持程序，引導加載操作系統。

10、設備驅動(dòng)程序：設備的初始化，設備的打開(kāi)和關(guān)閉，設備的讀取和寫(xiě)入，設備狀態(tài)的查詢(xún)和設備控制操作。

11、嵌入式系統軟件結構：簡(jiǎn)單輪詢(xún)結構(簡(jiǎn)單循環(huán)，數字萬(wàn)用表)，帶中斷的輪詢(xún)結構(有中斷，洗衣機)，監控式操作系統+應用軟件的結構(內核+多任務(wù)，車(chē)載設備)，通用嵌入式操作系統+應用軟件的結構(常用操作系統+中間件+應用軟件，手機)。

12、內核結構分為單內核和微內核。單內核將各個(gè)模塊整合在一起，模塊間的相互通信通過(guò)直接調用其他模塊的函數來(lái)實(shí)現，分為整體結構和分層結構。微內核僅將必須的基本功能(任務(wù)調度、任務(wù)間通信、低級存儲管理、中斷處理等)放入內核，其他功能(文件管理服務(wù)、網(wǎng)絡(luò )通信服務(wù)、顯示服務(wù)等)由在用戶(hù)運行的服務(wù)來(lái)實(shí)現。