嵌入式操作系统(Embedded Operating System,简称:EOS)是指用于嵌入式系统的操作系统。嵌入式操作系统是一种用途广泛的系统软件,通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等。嵌入式操作系统负责嵌入式系统的全部软、硬件资源的分配、任务调度,控制、协调并发活动。它必须体现其所在系统的特征,能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。在嵌入式领域广泛使用的操作系统有:嵌入式实时操作系统µC/OS-II、嵌入式Linux、Windows Embedded、VxWorks等,以及应用在智能手机和平板电脑的Android、iOS等。
嵌入式微处理器
一
嵌入式系统硬件层的核心是嵌入式微处理器,嵌入式微处理器与通用CPU的不同在于嵌入式微处理器大多工作在为特定用户群所专用设计的系统中,它将通用CPU许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,从而有利于嵌入式系统在设计时趋于小型化,同时还具有很高的效率和可靠性。
二
嵌入式微处理器的体系结构可以采用冯·诺依曼体系或哈佛体系结构;指令系统可以选用精简指令系统(Reduced Instruction Set Computer,RISC)和复杂指令系统CISC(Complex Instruction Set Computer,CISC)。RISC计算机在通道中只包含有用的指令,确保数据通道快速执行每一条指令,从而提高了执行效率并使CPU硬件结构设计变得更为简单。
三
嵌入式微处理器有各种不同的体系,即使在同一体系中也可能具有不同的时钟频率和数据总线宽度,或集成了不同的外设和接口。据不完全统计,全世界嵌入式微处理器已经超过1000多种,体系结构有30多个系列,其中主流的体系有ARM、MIPS、PowerPC、X86和SH等。但与全球PC市场不同的是,没有一种嵌入式微处理器可以主导市场,仅以32位的产品而言,就有100种以上的嵌入式微处理器。嵌入式微处理器的选择是根据具体的应用而决定的。
嵌入式控制器的应用几乎无处不在:移动电话、家用电器、汽车……无不有它的踪影。嵌入控制器因其体积小、可靠性高、功能强、灵活方便等许多优点,其应用已深入到工业、农业、教育、国防、科研以及日常生活等各个领域,对各行各业的技术改造、产品更新换代、加速自动化进程、提高生产率等方面起到了极其重要的推动作用。嵌入式计算机在应用数量上远远超过了各种通用计算机,一台通用计算机的外部设备中就包含了5 - 10 个嵌入式微处理器。在制造工业、过程控制、网络、通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等方面均是嵌入式计算机的应用领域。立即预约课程
嵌入式的种类
嵌入式微处理器
嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit,EMPU)是以通用计算机中的标准CPU为微处理器,并将其装配在专门设计的电路板上,且仅保留与嵌入式应用有关的母板功能,构成嵌入式系统。与通用计算机相比,其系统体积和功耗大幅度减小,而工作温度的范围、抗电磁干扰能力、系统的可靠性等方面均有提高。
嵌入式微控制器
(Microcontroller Unit,MCU)又称单片机。它以某一种微处理器为核心,芯片内部集成有一定容量的存储器(ROM/EPROM、RAM)、I/O接口(串行接口、并行接口)、定时器/计数器、看门狗、脉宽调制输出、A/D转换器、D/A转换器、总线、总线逻辑等。与嵌入式微处理器相比,微控制器的特点是单片化、体积小、功耗低、可靠性较高。微控制器是目前嵌入式系统工业的主流。
嵌入式数字信号处理器(Embedded Digital Signal Processor,EDSP)对系统结构和指令进行了特殊设计,使其适合执行DSP算法,编译效率高,指令执行速度也较快,在数字滤波、FFT、谱分析等方面,DSP算法已广泛应用于嵌入式领域,DSP应用正从在单片机中以普通指令实现DSP功能,过渡到采用EDSP。
嵌入式片上系统
嵌入式片上系统(System on Chip,SoC)是集系统性能于一块芯片上的系统组芯片。它通常含有一个或多个微处理器IP核(CPU),根据需求也可增加一个或多个DSP IP核,相应的外围特殊功能模块,以及一定容量的存储器(RAM、ROM)等,并针对应用所需的性能将其设计集成在芯片上,成为系统操作芯片。其主要特点是嵌入式系统能够运行于各种不同类型的微处理器上,兼容性好,操作系统的内核小,效果好。
嵌入式系统的特点
让你蜕变成才!从构成上看,嵌入式系统是集软硬件于一体的、可独立工作的计算机系统;
从外观上看,嵌入式系统像是一个“可编程”的电子“器件”;
从功能上看,它是对目标系统(宿主对象)进行控制,使其智能化的控制器。
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