嵌入式与单片机之间的关系如下:
嵌入式系统是一个大类,单片机是其中一个重要的子类。嵌式系统像是一个完整的计算机,而单片机更像是一个没有外设的计算机。
以前单片机包括的东西并不算多,两者的硬件区别较为明显。但是,随着半导体技术的突飞猛进,现在各种硬件功能都能被做进单片机之中。所以,嵌入式系统和单片机之间的硬件区别越来越小,分界线也越来越模糊。
于是,人们倾向于在软件上进行区分。
从软件上,行业里经常把芯片中不带MMU(memory management unit,内存管理单元)从而不支持虚拟地址,只能裸奔或运行RTOS(实时 *** 作系统,例如ucos、华为LiteOS、RT-Thread、freertos等)的system,叫做单片机(如STM32、NXP LPC系列、NXP imxRT1052系列等)。
同时,把芯片自带MMU可以支持虚拟地址,能够跑Linux、Vxworks、WinCE、Android这样的“高级” *** 作系统的system,叫做嵌入式。
在某些时候,单片机本身已经足够强大,可以作为嵌入式系统使用。它的成本更低,开发和维护的难度相对较小,尤其是针对一些针对性更强的应用。而嵌入式系统理论上性能更强,应用更广泛,但复杂度高,开发难度大。
嵌入式,一般是指嵌入式系统,嵌入式开发,就是对嵌入式系统的开发。IEEE(美国电气和电子工程师协会)对嵌入式系统的定义是:“用于控制、监视或者辅助 *** 作机器和设备的装置”。
国内学术界的定义更为具体一些,也更容易理解:嵌入式系统,是以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可裁剪,适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。 以应用为中心,说明嵌入式系统是有明确实际用途的。
以计算机技术为基础,说明它其实就是一种特殊的计算机。软硬件可裁剪,说明它有很强的灵活性和可定制能力。
嵌入式系统的核心,就是嵌入式处理器。嵌入式处理器一般分为以下几种典型类型: 嵌入式微控制器MCU(Micro Control Unit) MCU内部集成ROM/RAM、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串口、A/D、D/A、FLASH等。典型代表是8051、8096、C8051F等。
嵌入式DSP处理器(Digital Signal Processor) DSP处理器专门用于信号处理,在系统结构和指令算法进行了特殊设计。在数字滤波、FFT、频谱分析中广泛应用。
典型代表是TI(德州仪器)公司的TMS320C2000/C5000系列。 嵌入式微处理器MPU(Micro Processor Unit) MPU由通用处理器演变而来,具有较高的性能,拥有丰富的外围部件接口。典型代表是AM186/88、386EX、SC-400、PowerPC、MIPS、ARM系列等。
此外,还有嵌入式片上系统SoC(System on Chip)和可编程片上系统SoPC(System on a Programmable Chip)。 我们的单片机,就属于上述的第一种——MCU(嵌入式微控制器)。
单片机,又称为单片微控制器,英文叫Single-Chip Microcomputer。它其实就是一种集成电路芯片,是通过超大规模集成电路技术,将CPU、RAM、ROM、输入输出和中断系统、定时器/计数器等功能,塞进一块硅片上,变成一个超小型的计算机。
单片机技术从上世纪70年代末诞生,早期的时候是4位,后来发展为8位,16位,32位。它真正崛起,是在8位时代。
8位单片机功能很强,被广泛应用于工业控制、仪器仪表、家电汽车等领域。我们在研究单片机的时候,经常会听到两个词——51单片机、STM32。我来介绍一下它们究竟是什么。
51单片机,其实就是一系列单片机的统称。该系列单片机,兼容Intel 8031指令系统。它们的始祖,是Intel(英特尔)的8004单片机。
STM32,是意法半导体公司推出的基于ARM Cortex-M内核的通用型单片机。STM32的硬件配置可以满足大部分的物联网开发需求,开发工具和相关的文档资料齐全,已经成为目前单片机学习的首选对象。
个人理解如下:芯片是一种统称,包括DSP芯片,ARM芯片,单片机也是一种芯片,当然还包括大量的其他类型的芯片。一般是含集成电路的硅片加不同的封装组成,封装也就是你看到的芯片外形,通俗地说就是一块塑料包裹着含集成电路的硅片,再加几个引脚而已。
单片机则是一类微控制器,就像你电脑里的CPU一样,只不过相对而言简单多了。单片机有很多种类,最基础的是51单片机,向上依次是AVR、MSP430、飞思卡尔、STM32等一系列高级一点的单片机。成本比较低,主要用于相对基础的控制领域。
DSP和ARM则用于不同领域,相对于单片机而言,它们主要用于高端一点的领域。DSP不用来跑嵌入式系统,主要的用途是数字信号处理,ARM则主要用来跑 *** 作系统,也就是嵌入式系统。
嵌入式系统就跟你电脑 *** 作系统一样,手机、学习机的 *** 作系统其实都算嵌入式系统,嵌入式系统一般根据硬件资源进行裁剪定制,从而实现对硬件资源的有效管理。
linux ubantu只是linux的一种,而linux又只是嵌入式系统的一种,但由于linux开源,所以应用得比较多,其他的嵌入式系统还有wince等,还有目前非常火的android,android也是基于linux内核的。
建议:刚开始你不可能一下子学这么多东西的,如果你是电子类专业的话,肯定至少得学一下51单片机,而学51单片机最好的办法就是买一块开发板,了解单片机是怎么一回事后,再往上走有两个方向,学DSP还是学ARM,最好别都学,术业有专攻。其实这两个领域前景都非常不错,嵌入式ARM目前貌似更火一些。如果你是计算机类的话,直接买一块ARM开发板就开始搞Linux、wince、android之类的吧,不了解硬件没太大关系,跟着视频学吧,反正这些足够你学好几年了。
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