STM32嵌入式接口与传感器应用开发（1）认识嵌入式系统

一、嵌入式系统的主要特点

 

（1）功能单一、集成度高、可靠性高、功耗低

（2）软件程序固化在存储芯片上，开发者通常不乏改变，被称为固件（Fire ware）

（3）通常与外部硬件和真实物理环境相连，并且是激励系统。激励系统可看成一直处于某一状态，等待输入信号，对于每个输入信号，都将产生输出或新的状态。

二、嵌入式系统的发展趋势

（1）随着嵌入式微处理器性能的提高，嵌入式系统与通用计算机系统的界限越来越模糊，嵌入式系统的功能也越来越全，好比是平板电脑与笔记本电脑在形式上不断相近一样。

（2）网络功能已成为必然需求。无论是生活中使用最多的WiFi，还是工业上应用最广的Zigbee，都反映出物联网时代即将到来的大势所趋，因此，嵌入式系统的网络功能是在边缘计算和物联网兴起时代的必需品。

三、嵌入式系统的组成

嵌入式系统由硬件系统和软件系统组成

（一）硬件系统

硬件系统由嵌入式微处理器、外设和外围电路组成

（1）嵌入式微处理器

嵌入式微处理器是硬件系统的核心，主要有以下几种：

1、微处理器（MPU ）：是构成嵌入式系统的核心部件，也可以说是嵌入式系统的心脏。微处理器可以添加附加单元以加快指令读取速度。

2、微控制器（MCU）：就是常说的单片机，是集成有外设的微处理器。是具有微处理器、存储器和其他一些硬件单元的集成芯片（IC）

3、数字信号微处理器（DSP）：也称为DSP微处理器，可以简单看成高速执行运算的微芯片。DSP是在硬件中进行算数运算的，因此比通用微处理器那样软件中进行算术运算的速度块2-3倍。

4、多核处理器和多微处理器：

当DSP的计算速度仍然无法满足计算量时，就需要多个微处理器协调运作。

当系统中多个微处理器均以IP（知识产权）核的形式存在一个芯片中是，就成了微处理器。

 （2）外设：包括存储器、I/O及定时器等辅助设备。

一些外设被集成到微处理器芯片上，称为片内外设；反之称为片外外设

（二）软件系统

 实时操作系统（RTOS）

实时嵌入式操作系统最主要的特点是满足对处理时间的限制和要求。

当外界发生事件或输入数据时，要求系统能及时接收，并且在规定时间内进行响应。

因而，提供及时响应和高可靠性是实时嵌入式操作系统的主要特色。

实时操作系统分为硬实时和软实时。

硬实时：要求在确定时间内完成操作，也就是说要在指定时间内进行数据处理，并执行操作。

软实时：只要求按照任务的优先级别尽可能快速的完成任务。即不规定完成时间，只要求越快越好。