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什么是嵌入式?什么是單片機(jī)?嵌入式和單片機(jī)有什么區(qū)別和聯(lián)系呢?華清華清遠(yuǎn)見教育科技集團(tuán)小編針對(duì)這些問題整理了一篇文章,希望對(duì)大家理解單片機(jī)和嵌入式的基本概念,以及之間的區(qū)別有所幫助。
嵌入式和單片機(jī)的區(qū)別和聯(lián)系
①什么是嵌入式
按照歷史性、本質(zhì)性、普遍性要求,嵌入式系統(tǒng)應(yīng)定義為:“嵌入到對(duì)象體系中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”。“嵌入性”、“專用性”與“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”是嵌入式系統(tǒng)的三個(gè)基本要素。對(duì)象系統(tǒng)則是指嵌入式系統(tǒng)所嵌入的宿主系統(tǒng)。
②什么是單片機(jī)
什么是單片機(jī)呢?一般我們將單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱為單片機(jī),它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī),和計(jì)算機(jī)相比,單片機(jī)只缺少了I/O設(shè)備。是一種典型的嵌入式微控制器。
③嵌入式和單片機(jī)的區(qū)別
單片機(jī)與嵌入式在系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)上的區(qū)別:
(1)單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)
單片機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備構(gòu)成。
(2)嵌入式系統(tǒng)成部分:
嵌入式系統(tǒng)一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)、特定的應(yīng)用程序組成。
嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第一步是結(jié)合具體的應(yīng)用,綜合考慮系統(tǒng)對(duì)成本、性能、可擴(kuò)展性、開發(fā)周期等各個(gè)方面的要求,確定系統(tǒng)的主控器件,并以之為核心搭建系統(tǒng)硬件平臺(tái)。
單片機(jī)與嵌入式在硬件組成上的區(qū)別:
單片機(jī)是在一塊集成電路芯片中包含了微控制器電路,以及一些通用的輸入輸出接口器件。從構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)的方式看,根據(jù)現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展水平,嵌入式系統(tǒng)可以用單片機(jī)實(shí)現(xiàn),也可以用其它可編程的電子器件實(shí)現(xiàn)。其余硬件器件根據(jù)目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)的需求而定。
單片機(jī)與嵌入式在軟件組成上的區(qū)別:
制造商出廠的通用單片機(jī)內(nèi)沒有應(yīng)用程序,所以不能直接運(yùn)行。增加應(yīng)用程序后,單片機(jī)就可以獨(dú)立運(yùn)行。嵌入式系統(tǒng)一定要有控制軟件,實(shí)現(xiàn)控制邏輯的方式可以完全用硬件電路,也可以用軟件程序。
單片機(jī)與嵌入式在主次關(guān)系方面的區(qū)別:
單片機(jī)現(xiàn)在已經(jīng)被認(rèn)為是通用的電子器件了,單片機(jī)自身為主體。嵌入式系統(tǒng)在物理結(jié)構(gòu)關(guān)系上是從屬的,嵌入式系統(tǒng)被嵌入安裝在目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)。嵌入式系統(tǒng)在控制關(guān)系上卻是主導(dǎo)的,是控制目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行的邏輯處理系統(tǒng)。盡管可以用不同方式構(gòu)成嵌入式系統(tǒng),但是一旦構(gòu)成之后,嵌入式系統(tǒng)就是一個(gè)專用系統(tǒng)。專用系統(tǒng)中,可編程器件的軟件可以在系統(tǒng)構(gòu)建過程中植入,也可以在器件制造過程中直接生成,以降低制造成本。控制邏輯復(fù)雜的單片機(jī)會(huì)需要操作系統(tǒng)軟件支持;控制邏輯簡(jiǎn)單的嵌入式系統(tǒng)也可以不用操作系統(tǒng)軟件支持。
④單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)的聯(lián)系
根據(jù)IEEE的定義,嵌入式系統(tǒng)是用來控制或監(jiān)視機(jī)器、裝置或工廠等大規(guī)模系統(tǒng)的設(shè)備。 從定義我們可以看出,實(shí)際上以前的控制裝置、單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)該也屬于嵌入式系統(tǒng)的范疇。
我們可以這樣理解,嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)大類,單片機(jī)是其中一個(gè)重要的子類。嵌入式系統(tǒng)顧名思義就是一個(gè)嵌入在其他系統(tǒng)中的系統(tǒng)。例如汽車系統(tǒng)中嵌入姿態(tài)控制系統(tǒng),就可以使汽車駕駛更安全,更有效;電源系統(tǒng)內(nèi)引入自動(dòng)控制系統(tǒng),能夠讓電源工作的更穩(wěn)定。這里的姿態(tài)控制系統(tǒng)和電源的自動(dòng)控制系統(tǒng)就屬于嵌入式系統(tǒng)。
單片機(jī)形成的系統(tǒng)一般是用于自動(dòng)化,工業(yè)控制功能的,這些功能一般不會(huì)獨(dú)立運(yùn)用,是需要和其他系統(tǒng)配合的,因此從廣義上講,單片機(jī)應(yīng)用一般屬于嵌入式系統(tǒng)的一個(gè)分支。目前由于嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用廣泛,因此還有不是單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng),例如手機(jī),是在手機(jī)的基本功能上(通話、短信)加入了應(yīng)用處理器,使其功能更加強(qiáng)大,但是由于制造工藝的問題,高端手機(jī)還不能做到全部一片集成(一片集成的那個(gè)是山寨機(jī)),但是也屬于嵌入式系統(tǒng)的一個(gè)分支。