嵌入式系統的組成

一個嵌入式系統設備通常是由嵌入式微處理器系統、傳感器和執行裝置構成。其中嵌入式計算機系統是整個嵌入式系統的控制核心部分;傳感器來感知外界環境信息,並傳入到微處理器中,執行裝置被稱爲被控對象,接受來自嵌入式計算機系統發出的控制命令,執行所規定所規定的操做、任務。嵌入式系統可分爲硬件層、中間層、系統軟件層和應用軟件層。web

1.硬件層
硬件層包括三個部分
嵌入式微處理芯片,如嵌入式微處理器、嵌入式微控制器、嵌入式數字信號處理器、嵌入式片上系統等
嵌入式存儲器系統,包括程序存儲器、數據存儲器和參數存儲器。主要以Cache、ROM、RAM、Flash和其餘大容量存儲器構成。
嵌入式系統的I/O接口。通常嵌入式微處理器上集成有I/O接口,而且有複用功能 ,可經過軟件設置。
1.1.嵌入式微處理器
嵌入式系統的硬件層核心部分。微處理器的最大特色是集成化、體積結構大大減少,從而使系統功耗和設計成本不斷降低,可靠性提升。嵌入式微處理器在體系結構上大致可分爲馮·諾依曼體系結構和哈佛體系結構,即便使用統一體系架構來設計的微處理器芯片中,使用的時鐘頻率和數據總線快遞,以及集成度外設和接口也會各不相同。
1.2.嵌入式的存儲器
嵌入式存儲器可分爲Cahe、主存儲器、輔助存儲器,用來存放可執行的代碼與系統須要的數據。 Cache也叫高速緩衝存儲器,位於主存儲器和嵌入式微處理器內核之間的一種容量小、速度快的存儲器陣列,至關於在主存儲器餓內核之間構建了一條緩衝帶,可存放最近時間中內核微處理器使用最多的指令代碼和數據。主存儲器用來存放系統和用戶的程序數據,是嵌入式微處理器能直接訪問的存儲器。可位於微處理器的內部和外部。輔助存儲器一般指硬盤,用來存放大數據量的程序代碼或信息,通常容量較大,但讀取速度與主存相比要慢一些。
1.3.嵌入式系統的I/O接口
嵌入式系統一般具備與外界交互所需的通用設備接口安全

2.中間層
也成爲硬件抽象層或板級支持包,位於硬件層和軟件層之間,將系統上層軟件與底層軟件分離。網絡

3.系統軟件層
系統軟件層包含實時多任務操做系統(RTOS)、文件系統、圖形用戶接口(GUI)、網絡系統及通用組件模塊組成,實時多任務操做系統是嵌入式應用軟件的基礎和開發平臺。
1.嵌入式操做系統
負責嵌入式系統軟件、硬件的資源分配、任務調度和控制協調。RTOS除具有通常操做系統基本的任務調配、同步機制、中斷處理、文件處理等功能外,還具備強實時性、支持開放性和可伸縮行動體系結構,具備可裁剪性的特色。統一的設備驅動接口,操做方便、友好、簡單的圖形GUI和圖形界面,支持TCP/IP協議及其餘協議,提供強大的網絡功能。
2.文件系統
主要提供文件存儲、檢索和更新的功能,高端的嵌入式文件系統還提供有保護和加密功等安全機制。
4.GUI
GUI爲用戶與嵌入式系統的交互提供了人性化的接口,用戶可經過窗口、菜單、按鍵燈方式來方便地操做計算機或者嵌入式系統。架構

5.應用軟件層
用來實現對被控制對象的實際控制功能,有針對特定任務而開發的應用程序組成,主要面向被控制對象和用戶。svg