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嵌入式系统概述

系统

系统是其所有单元组合根据一组规则一起工作的安排。它也可以被定义为根据固定计划工作,组织或执行一项或多项任务的方式。例如,手表是时间显示系统。其组件遵循一系列规则来显示时间。如果其中一个部件发生故障,手表将停止工作。所以我们可以说,在一个系统中,它的所有子组件依赖于彼此。

嵌入式系统

如其名称所示,嵌入式意味着附加于另一件事的东西。嵌入式系统可以被认为是具有嵌入其中的软件的计算机硬件系统。嵌入式系统可以是独立系统,也可以是大型系统的一部分。嵌入式系统是基于微处理器或微处理器的系统,其被设计为执行特定任务。例如,火灾报警器是嵌入式系统; 它只会吸烟。

嵌入式系统有三个组件 -

  • 它有硬件。

  • 它有应用软件。

  • 它具有监控应用软件的实时操作系统(RTOS),并提供机制,让处理器按照计划运行进程,遵循计划来控制延迟。RTOS定义了系统的工作方式。它在执行应用程序期间设置规则。小型嵌入式系统可能没有RTOS。

因此,我们可以将嵌入式系统定义为基于微控制器的软件驱动的可靠的实时控制系统。

嵌入式系统的特点

  • 单功能 - 嵌入式系统通常执行专门的操作并重复执行。例如:寻呼机始终用作寻呼机。

  • 严格限制 - 所有计算系统对设计指标都有约束,但嵌入式系统的计算系统可能特别严格。设计指标衡量实施的功能,如成本,大小,功耗和性能。它必须具有适合单个芯片的尺寸,必须执行得足够快以实时处理数据,并消耗最小功率以延长电池寿命。

  • 反应性和实时性 - 许多嵌入式系统必须对系统环境的变化持续作出反应,并且必须实时计算某些结果,而不会有任何延迟。考虑一个汽车巡航控制器的例子; 它会持续监控并对速度和制动传感器做出反应。它必须在有限的时间内重复计算加速度或去加速度; 延迟计算可能导致无法控制汽车。

  • 基于微处理器 - 它必须是微处理器或微控制器。

  • 内存 - 它必须有内存,因为它的软件通常嵌入到ROM中。在计算机中不需要任何二级存储器。

  • 连接 -它必须有连接的外围设备连接的输入和输出设备。

  • HW-SW系统 - 软件用于更多功能和灵活性。硬件用于性能和安全性。

  • 嵌入式系统

优点

  • 轻松自定义
  • 低功耗
  • 低成本
  • 增强性能

缺点

  • 高开发力
  • 更大的上市时间

嵌入式系统的基本结构

下图显示了嵌入式系统的基本结构 -

嵌入式系统结构
  • 传感器 - 它测量物理量并将其转换为可由观察者或任何电子设备(如A2D转换器)读取的电信号。传感器将测量的数量存储到存储器。

  • AD转换器 - 模拟 - 数字转换器将传感器发送的模拟信号转换为数字信号。

  • 处理器和ASIC - 处理器处理数据以测量输出并将其存储到存储器中。

  • DA转换器 - 数模转换器将处理器馈送的数字数据转换为模拟数据

  • 执行器 - 执行器将DA转换器给出的输出与存储在其中的实际(预期)输出进行比较,并存储批准的输出。

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