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无风扇工控机 嵌入式 工业平板电脑 和单片机的区别在哪?

发表于4年前 | 作者: blog | 分类: 嵌入式工控机 | 破蛋日:2020年09月22日 |

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,就谈谈这两个概念的深入理解。

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

无风扇工控机 嵌入式 工业平板电脑 和单片机的区别在哪?

  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。

在最开始接触单片机的时候,还曾经有过一个疑问,为什么单片机是黑色的而不可以是别的颜色,后来才知道是单片机材料的限制。

对单片机而言,其实一个芯片就是全部,其他的比如单片机最小系统都是为了单片机的正常运作而加入其他元件,比如晶振,

电源,等。当然最小系统只能保证单片机正常运行,几乎实现不了基于单片机的任何应用。

总结,单片机就是完成运算、逻辑控制、通信等功能的单一模块。也就是单片机真的姓

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。

IEEE(InsTItuteof Electrical and ElectronicsEngineers

嵌入式系统是一种专用的计算机系统,作为装置或设备的一部分。通常,嵌入式系统是一个控制程序存储在

嵌入式系统是将应用程序、操作系统、和计算机硬件在一起的系统,是指以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,其针对的用户应用对功能、可靠性、成本、体积、功耗和使用环境有特殊要求的专用计算机系统。

事实上,所有带有数字接口的设备,如手表、微波炉、录像机、汽车等,都使用嵌入式系统,有些嵌入式系统还包含操作系统,但大多数嵌入式系统都是由单个程序实现整个控制逻辑。这是因为嵌入式系统一般用于工业控制,也就是说对外设的控制都是写死的,并不需要人工干预,同时也为了保证系统的稳定和可靠。

我们经常可以听到公司招聘的要求是嵌入式软件工程师或者嵌入式硬件工程师,也就是说嵌入式系统包括软件和硬件,其实仔细想想也能明白,都已经跑系统了,当然有软件也有

也就是说嵌入式系统是软硬件结合体,国内普遍认同的嵌入式系统定义为: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、功耗等严格要求的专用计算机系统。

。在一片嵌入式处理器基础上添加电源电路、时钟电路和存储器电路,就构成了一个嵌入式核心控制模块。其中操作系统和应用程序都可以固化在

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

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。

输出功能。每个外设通常都只有单一的功能,它可以在芯片外也可以内置芯片中。外设的种类很多,可从一个简单的串行通信设备到非常复杂的

也就是操作系统了,包括内核和文件系统,还有就是更为顶层的应用程序,嵌入式操作系统一般都是

嵌入式领域最常用的还是一些实时操作系统,实时操作系统的核心就是实时性,本质就是任务处理所华为时间的可预测性,即任务需要在规定内时限内完成。

实时操作系统有硬实时和软实时之分,硬实时要求在规定的时间内必须完成操作,这是在操作系统设计时保证的

软实时则只要按照任务的优先级,尽可能快地完成操作即可。我们通常使用的操作系统在经过一定改变之后就可以变成实时操作系统。

多路性。实时信息处理系统与分时系统一样具有多路性。系统按分时原则为多个终端用户服务

而对实时控制系统,其多路性则主要表现在经常对多路的现场信息进行采集以及对多个对象或多个执行机构进行控制。

独立性。实时信息处理系统与分时系统一样具有独立性。嵌入式应用开发方向,每个终端用户在向分时系统提出服务请求时,是彼此独立的操作,互不干扰

及时性。实时信息系统对实时性的要求与分时系统类似,都是以人所能接受的等待时间来确定

而实时控制系统的及时性,则是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的,一般为秒级、百毫秒级直至毫秒级,甚至有的要低于

交互性。实时信息处理系统具有交互性,但这里人与系统的交互,仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。它不像分时系统那样能向终端用户提供数据处理服务、资源共享等服务。

可靠性。分时系统要求系统可靠,相比之下,实时系统则要求系统高度可靠。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失甚至无法预料的灾难性后果。因此,在实时系统中,采取了多级容错措施来保证系统的安全及数据的安全。

由于更加可靠和及时。嵌入式实时操作系统更加广泛应用于工业控制、航空航天、军工等领域,比如美国航天局

所谓的中间层就是软件层和硬件层之间的接口层,其实严格而言也属于软件层。一般开发者称之为

,这一层主要负责的是向下提供硬件的驱动,硬件的配置等操作,向上则向软件开发者提供标准

从这里也可以看出来,嵌入式设计和软硬都分不开,既要掌握底层硬件的特性以及如何驱动其工作,也要了解操作系统的相关知识,才可以编写相应功能的应用。

因此看一个操作系统是否支持某个芯片或者某个开发板,只要看其源码中是否包含相应芯片或开发板的板级支持包。

指令集。采用当今广泛使用的指令集的处理器可以被更多的软件支持。例如,一些操作系统已经不支持在

以上就是一块基本的嵌入式核心板所具有的性能参数,和上面说到的单片机的性能参数相比较,单片机的处理能力较低,主频大多在几十

单片机的存储空间和嵌入式处理器也不是一个等级的,单片机通常片内存储只有几

,如此巨大的差别导致单片机几乎不可能像嵌入式处理器那样运行操作系统,甚至连

嵌入式处理器丰富强大的性能决定它能完成更多单片机不能完成的应用,比如网络通信功能,视频传输处理功能等,而当外设存储增加后,嵌入式处理器能够轻松运行各种

在开发方式上单片机和嵌入式也有较大差别,也就是编译过程的区别,单片机主要在

文件编译,也就是编译规则以及依赖文件是什么。这些都需要开发者自己完成。并且以上过程都是在

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