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產(chǎn)品分類(lèi)

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類(lèi)型分類(lèi):
科普知識(shí)
數(shù)據(jù)分類(lèi):
運(yùn)動(dòng)控制卡

嵌入式系統(tǒng)的分類(lèi)

發(fā)布日期:2022-04-18 點(diǎn)擊率:133

       由于嵌入式系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成,所以其分類(lèi)也可以從硬件和軟件進(jìn)行劃分。
       從硬件方面來(lái)講,各式各樣的嵌入式處理器是嵌入式系統(tǒng)硬件中的最核心的部分,而目前世界上具有嵌入式功能特點(diǎn)的處理器已經(jīng)超過(guò)1000種,流行體系結(jié)構(gòu)包括MCU,MPU等30多個(gè)系列。鑒于嵌入式系統(tǒng)廣闊的發(fā)展前景,很多半導(dǎo)體制造商都大規(guī)模生產(chǎn)嵌入式處理器,并且公司自主設(shè)計(jì)處理器也已經(jīng)成為了未來(lái)嵌入式領(lǐng)域的一大趨勢(shì),其中從單片機(jī)、DSP到FPGA有著各式各樣的品種,速度越來(lái)越快,性能越來(lái)越強(qiáng),價(jià)格也越來(lái)越低。目前嵌入式處理器的尋址空間可以從64kB到16MB,處理速度最快可以達(dá)到2000 MIPS,封裝從8個(gè)引腳到144個(gè)引腳不等。
        嵌入式系統(tǒng)的核心是嵌入式微處理器。嵌入式微處理器一般就具備以下4個(gè)特點(diǎn):
    1)對(duì)實(shí)時(shí)多任務(wù)有很強(qiáng)的支持能力,能完成多任務(wù)并且有較短的中斷響應(yīng)時(shí)間,從而使內(nèi)部的代碼和實(shí)時(shí)內(nèi)核心的執(zhí)行時(shí)間減少到最低限度。
    2)具有功能很強(qiáng)的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能。這是由于嵌入式系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)已模塊化,而為了避免在軟件模塊之間出現(xiàn)錯(cuò)誤的交叉作用,需要設(shè)計(jì)強(qiáng)大的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能,同時(shí)也有利于軟件診斷。
    3)可擴(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu),以能最迅速地開(kāi)展出滿足應(yīng)用的最高性能的嵌入式微處理器。
    4)嵌入式微處理器必須功耗很低,尤其是用于便攜式的無(wú)線及移動(dòng)的計(jì)算和通信設(shè)備中靠電池供電的嵌入式系統(tǒng)更是如此,如需要功耗只有mW甚至μW級(jí)。
        根據(jù)其現(xiàn)狀,嵌入式處理器可以分成下面幾類(lèi):
    ◆嵌入式微處理器(Micro Processor Unit,MPU)
        嵌入式微處理器是由通用計(jì)算機(jī)中的CPU演變而來(lái)的。它的特征是具有32位以上的處理器,具有較高的性能,當(dāng)然其價(jià)格也相應(yīng)較高。但與計(jì)算機(jī)處理器不同的是,在實(shí)際嵌入式應(yīng)用中,只保留和嵌入式應(yīng)用緊密相關(guān)的功能硬件,去除其他的冗余功能部分,這樣就以最低的功耗和資源實(shí)現(xiàn)嵌入式應(yīng)用的特殊要求。和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相比,嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。目前主要的嵌入式處理器類(lèi)型有Am186/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM/ StrongARM系列等。
        其中Arm/StrongArm是專(zhuān)為手持設(shè)備開(kāi)發(fā)的嵌入式微處理器,屬于中檔的價(jià)位。
    ◆嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)
       嵌入式微控制器的典型代表是單片機(jī),從70年代末單片機(jī)出現(xiàn)到今天,雖然已經(jīng)經(jīng)過(guò)了20多年的歷史,但這種8位的電子器件目前在嵌入式設(shè)備中仍然有著極其廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)芯片內(nèi)部集成ROM/EPROM、RAM、總線、總線邏輯、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、看門(mén)狗、I/O、串行口、脈寬調(diào)制輸出、A/D、D/A、Flash RAM、EEPROM等各種必要功能和外設(shè)。和嵌入式微處理器相比,微控制器的最大特點(diǎn)是單片化,體積大大減小,從而使功耗和成本下降、可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的主流。微控制器的片上外設(shè)資源一般比較豐富,適合于控制,因此稱微控制器。
       由于MCU低廉的價(jià)格,優(yōu)良的功能,所以擁有的品種和數(shù)量最多,比較有代表性的包括8051、MCS-251、MCS-96/196/296、P51XA、C166/167、68K系列以及 MCU 8XC930/931、C540、C541,并且有支持I2C、CAN-Bus、LCD及眾多專(zhuān)用MCU和兼容系列。目前MCU占嵌入式系統(tǒng)約70%的市場(chǎng)份額。近來(lái)Atmel出產(chǎn)的Avr單片機(jī)由于其集成了FPGA等器件,所以具有很高的性價(jià)比,勢(shì)必將推動(dòng)單片機(jī)獲得更高的發(fā)展。 </font

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