嵌入式工控机原理
什么是嵌入式系统？
什么是嵌入式系统？
嵌入式系统是一个计算机系统，在一个较大的机械或电气系统中具有专用功能，通常具有实时计算约束，作为一个完整的设备的一部分被嵌入，通常包括硬件和机械部件。嵌入式系统控制着今天常用的许多设备， 98％的微处理器都是作为嵌入式系统的组件制造的。
典型的嵌入式计算机与通用相对应的计算机属性的例子是低功耗，小尺寸，稳定的操作范围和低单位成本。这是以有限的处理资源为代价的，这使得编程和交互更加困难。然而，通过在硬件之上构建智能机制，利用可能存在的传感器和嵌入式单元网络的存在，既可以优化管理单元和网络级别的可用资源，又可以提供增强的功能，远远超越那些可用。例如，可以设计智能技术来管理嵌入式系统的功耗。 数字信号处理器（DSP）是一种常见的标准专用处理器。
由于嵌入式系统专用于特定任务，设计工程师可以对其进行优化，以减少产品的尺寸和成本，并提高可靠性和性能。一些嵌入式系统是大规模生产的，受益于规模经济。
嵌入式系统的范围从便携式设备（如数字手表和MP3播放器）到大型固定安装（如交通信号灯，工厂控制器以及复杂系统，如混合动力车辆，MRI和航空电子设备）。复杂性从单个微控制器芯片的低端到具有多个单元的高端设备，外围设备和网络安装在大型机箱或机箱内。
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什么是嵌入式系统？
所谓嵌入式系统，指的是为特定应用而设计的专用计算机系统，嵌入式系统由硬件 软件构成。我们分别从硬件和软件这两个方面来讲述。
一、我们来看硬件部分：
我们都有使用个人桌面电脑的经历，而个人电脑系统属于通用计算机系统。那嵌入式系统跟通用系统在硬件设计上有什么区别呢？
1. 通用计算机系统
这里所讲的通用计算机系统，主要指的是intel x86系统。这种系统基本由intel cpu 南北桥芯片组成。cpu通过南桥连接到低速外设，比如：实时时钟、usb、以太网、wifi、蓝牙等；通过北桥连接到高速外设，比如：内存，显卡等。
这样设计的通用系统性能非常强大。比如，我们可以在个人电脑上办公、运行大型软件、玩游戏、运行photoshop等。
我们在使用个人PC的时候也从来不关注能耗的问题，反正我们玩电脑都要插电源的。
以上是通用系统（以个人电脑为例）的硬件架构和使用场景。
2. 嵌入式系统
跟通用计算机系统不同，嵌入式系统使用所谓的soc实现硬件的最大集成。具体来讲就是把cpu和外设都封装在同一个芯片上，也叫soc，或者叫片上系统。
这样设计有什么好处呢？最大的好处就是减小系统尺寸、节能省电。
尺寸问题好理解，因为很多嵌入式设备是手持的，甚至是可穿戴的。
为什么要考虑节能省电的问题呢？因为嵌入式系统一般都无法做到像个人pc一样持续供电。举个例子：大疆的无人机，就是一个典型的嵌入式系统，你能想象让它拖着一根电源线上天吗？显然不可能。所以，无人机系统必须要考虑电能的供给和消耗的问题。供给靠电池，消耗就是系统的事情了，所以低功耗的硬件才能工作更长的时间，而只有嵌入式专用系统才能做到低功耗。能耗和性能是嵌入式系统设计者需要不断优化和改善的两个指标。
另外有些外设和接口也是传统的通用系统所不支持的，所以就需要嵌入式系统来做定制了。
二、再来看软件部分：
嵌入式系统一般采用linux系统（也有wince，vxworks，ucos等），开发语言一般用c语言。因为c语言的效率高、性能优，这样可以最大程度的节省能耗、提升性能。我们在PC上做开发的时候可以选择java，c#等开发语言，这些语言在开发上给我们提供了很大的便利性，但是代码的执行效率并不高。但是，在嵌入式系统上开发应用软件需要考虑的最大的因素就是性能，所以最佳的开发语言是c语言。这也是嵌入式系统和通用系统在软件开发上的的差异。
以上，我从硬件和软件这两个方面解释了什么是嵌入式系统，希望对你有所帮助！