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標(biāo)題: 嵌入式和單片機(jī)不一樣？ [打印本頁]

作者: XYD李 時(shí)間: 2021-7-20 15:54
標(biāo)題: 嵌入式和單片機(jī)不一樣？

單片機(jī)和嵌入式，其實(shí)沒有什么標(biāo)準(zhǔn)的定義來區(qū)分他們，對(duì)于進(jìn)行過單片機(jī)和嵌入式開發(fā)的開發(fā)者來說，都有他們自己的定義，接下來，我們信盈達(dá)小編就談?wù)勥@兩個(gè)概念的深入理解。

什么是單片機(jī)

首先明確概念，什么是單片機(jī)，單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能(可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路)集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

對(duì)單片機(jī)而言，其實(shí)一個(gè)芯片就是全部，其他的比如單片機(jī)最小系統(tǒng)都是為了單片機(jī)的正常運(yùn)作而加入其他元件，比如晶振，5v電源，電感電阻等。當(dāng)然最小系統(tǒng)只能保證單片機(jī)正常運(yùn)行，幾乎實(shí)現(xiàn)不了基于單片機(jī)的任何應(yīng)用。

為了使單片機(jī)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，必須要加入其他外設(shè)。比如按鍵，led燈，led屏，蜂鳴器，各種sensor。這也就是市面上很多公司都在做的單片機(jī)開發(fā)板。

總結(jié)，單片機(jī)就是完成運(yùn)算、邏輯控制、通信等功能的單一模塊。也就是單片機(jī)真的姓“單”。DSP芯片也可以認(rèn)為是一個(gè)單片機(jī)。當(dāng)然它們性能很強(qiáng)大，但是功能依然很單一，總之就是處理數(shù)據(jù)、邏輯。

什么是嵌入式

那么什么是嵌入式呢，一般說嵌入式都是指嵌入式系統(tǒng)，IEEE(InsTItuteof Electrical and ElectronicsEngineers，美國電氣和電子工程師協(xié)會(huì))對(duì)嵌入式系統(tǒng)的定義：“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機(jī)器和設(shè)備的裝置”。

嵌入式系統(tǒng)是一種專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，作為裝置或設(shè)備的一部分。通常，嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)控制程序存儲(chǔ)在ROM中的嵌入式處理器控制板。

嵌入式系統(tǒng)是將應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)、和計(jì)算機(jī)硬件在一起的系統(tǒng)，是指以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，其針對(duì)的用戶應(yīng)用對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗和使用環(huán)境有特殊要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

嵌入式系統(tǒng)應(yīng)該跑在什么樣的硬件上

談起嵌入式硬件或者開發(fā)板，我想很多人第一印象就是RaspberryPi，是一塊只有信用卡大小的微型電腦，別看其外表“嬌小”，內(nèi)“心”卻很強(qiáng)大，視頻、音頻等功能通通皆有，可謂是“麻雀雖小，五臟俱全”。樹莓派推出后，很多廠商爭相推出類似產(chǎn)品，比如香蕉派之類的。

ARMv7相對(duì)與ARMv6指令集的另一個(gè)優(yōu)勢在于，使用ARMv7的處理器的實(shí)際性能更加強(qiáng)勁。ARMv7相對(duì)與ARMv6的優(yōu)勢還有很多，比如一些顯著的改進(jìn)：實(shí)現(xiàn)了超標(biāo)量架構(gòu)、包含了SIMD操作指令、改進(jìn)了分支預(yù)測算法從而極大的提高了某些性能。

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嵌入式和單片機(jī)的區(qū)別

以上就是一塊基本的嵌入式核心板所具有的性能參數(shù)，和上面說到的單片機(jī)的性能參數(shù)相比較，單片機(jī)的處理能力較低，主頻大多在幾十M上下，和嵌入式動(dòng)輒上百上千M的處理速度還是相差較多，此外單片機(jī)并不具有圖形界面的處理能力，也就是GPU的缺乏導(dǎo)致單片機(jī)幾乎不可能帶動(dòng)圖形界面。

單片機(jī)的存儲(chǔ)空間和嵌入式處理器也不是一個(gè)等級(jí)的，單片機(jī)通常片內(nèi)存儲(chǔ)只有幾k大小，而由于外設(shè)的限制也不太可能大范圍增加外設(shè)emmc，而嵌入式處理器通常有幾百兆的RAM，如此巨大的差別導(dǎo)致單片機(jī)幾乎不可能像嵌入式處理器那樣運(yùn)行操作系統(tǒng)，甚至連TCP/IP協(xié)議棧和USB協(xié)議棧都跑不起來，一些高端的單片機(jī)比如ST公司的STM32系列，可能可以跑一些輕量級(jí)的系統(tǒng)os和嵌入式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，比如IwIP協(xié)議棧。

嵌入式處理器豐富強(qiáng)大的性能決定它能完成更多單片機(jī)不能完成的應(yīng)用，比如網(wǎng)絡(luò)通信功能，視頻傳輸處理功能等，而當(dāng)外設(shè)存儲(chǔ)增加后，嵌入式處理器能夠輕松運(yùn)行各種Linux系統(tǒng)，以及圖形GUI界面。

在開發(fā)方式上單片機(jī)和嵌入式也有較大差別，也就是編譯過程的區(qū)別，單片機(jī)主要在Windows等圖形界面下開發(fā)，目前有很多成熟的IDE工具比如keil、IAR、以及ti的CCS等，這些工具集編譯、匯編、鏈接、仿真為一體，并且由于在Windows下開發(fā)，具有友好的用戶界面，開發(fā)者只需編寫c代碼，然后點(diǎn)擊編譯鏈接按鍵即可，出現(xiàn)錯(cuò)誤還可以debug或者仿真，上手還是非常快的。

而嵌入式開發(fā)一般是在Linux下進(jìn)行的，要將c代碼在自己主機(jī)上編譯完成，然后通過系統(tǒng)鏡像或者uboot引導(dǎo)將編譯好的文件燒入開發(fā)板，由于主機(jī)的處理器的x86架構(gòu)，而編寫的代碼是為了運(yùn)行在arm架構(gòu)或sparc架構(gòu)的處理器上，因此存在一個(gè)交叉編譯鏈的安裝，此外，Linux下沒有Windows那樣的IDE，也就是編譯，鏈接源代碼都需要開發(fā)者自己完成，一般都是利用GNUmake腳本編寫Makefile以及configure文件來完成，Makefile文件中編寫如何對(duì)c或者h文件編譯，也就是編譯規(guī)則以及依賴文件是什么。這些都需要開發(fā)者自己完成。并且以上過程都是在Linux下的終端也就是命令行中完成，這也給嵌入式開發(fā)增加了難度。

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