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嵌入式和单片机不一样?

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发表于 2021-8-5 19:06:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
关键词: 嵌入式 , 单片机
单片机嵌入式,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,我们就谈谈这两个概念的深入理解。

什么是单片机
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CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)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。
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,5v电源,电感电阻等。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。
为了使单片机实现应用,必须要加入其他外设。比如按键,led灯,led屏,蜂鸣器,各种sensor。这也就是市面上很多公司都在做的单片机开发板。
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“单”。DSP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。
什么是嵌入式
那么什么是嵌入式呢,一般说嵌入式都是指嵌入式系统,IEEE(InsTItuteof Electrical and ElectronicsEngineers,美国电气和电子工程师协会)对嵌入式系统的定义:“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。
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ROM中的嵌入式处理器控制板。
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。
嵌入式系统应该跑在什么样的硬件上
谈起嵌入式硬件或者开发板,我想很多人第一印象就是RaspberryPi,是一块只有信用卡大小的微型电脑,别看其外表“娇小”,内“心”却很强大,视频、音频等功能通通皆有,可谓是“麻雀虽小,五脏俱全”。树莓派推出后,很多厂商争相推出类似产品,比如香蕉派之类的。
ARMv7相对与ARMv6指令集的另一个优势在于,使用ARMv7的处理器的实际性能更加强劲。ARMv7相对与ARMv6的优势还有很多,比如一些显著的改进:实现了超标量架构、包含了SIMD操作指令、改进了分支预测算法从而极大的提高了某些性能。
嵌入式和单片机的区别
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M上下,和嵌入式动辄上百上千M的处理速度还是相差较多,此外单片机并不具有图形界面的处理能力,也就是GPU的缺乏导致单片机几乎不可能带动图形界面。
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k大小,而由于外设的限制也不太可能大范围增加外设emmc,而嵌入式处理器通常有几百兆的RAM,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TCP/IP协议栈和USB协议栈都跑不起来,一些高端的单片机比如ST公司的STM32系列,可能可以跑一些轻量级的系统os和嵌入式网络协议栈,比如IwIP协议栈。
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Linux系统,以及图形GUI界面。
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Windows等图形界面下开发,目前有很多成熟的IDE工具比如keil、IAR、以及ti的CCS等,这些工具集编译、汇编、链接、仿真为一体,并且由于在Windows下开发,具有友好的用户界面,开发者只需编写c代码,然后点击编译链接按键即可,出现错误还可以debug或者仿真,上手还是非常快的。
而嵌入式开发一般是在Linux下进行的,要将c代码在自己主机上编译完成,然后通过系统镜像或者uboot引导将编译好的文件烧入开发板,由于主机的处理器的x86架构,而编写的代码是为了运行在arm架构或sparc架构的处理器上,因此存在一个交叉编译链的安装,此外,Linux下没有Windows那样的IDE,也就是编译,链接源代码都需要开发者自己完成,一般都是利用GNUmake脚本编写Makefile以及configure文件来完成,Makefile文件中编写如何对c或者h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Linux下的终端也就是命令行中完成,这也给嵌入式开发增加了难度。
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