一、嵌入式系統分類
(1) 嵌入式微處理器(EMBEDDED MICROPROCESSOR UNIT, EMPU)
• 嵌入式微處理器的基礎是通用計算機中的CPU。在應用中,將微處理器裝配在專門設計的電路板上,只保留和嵌入式應用有關的母板功能,這樣可以大幅度減小系統體積和功耗。爲了滿足嵌入式應用的特殊要求,嵌入式微處理器雖然在功能上和標準微處理器基本是一樣的,但在工作溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面一般都做了各種增強。
• 和工業控制計算機相比，嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高的優點，但是在電路板上必須包括ROM、RAM、總線接口、各種外設等器件，從而降低了系統的可靠性，技術保密性也較差。
• 嵌入式處理器目前主要有ADVANCED RISC MACHINES公司的ARM、SILICON
GRAPHICS公司的MIPS、IBM和MOTOROLA的POWER PC 、INTEL的X86和I960芯片、AMD的AM386EM、HITACHI的SH RISC芯片。
(2) 嵌入式微控制器(MICROCONTROLLER UNIT , MCU)
• 嵌入式微控制器又稱單片機。嵌入式微控制器一般以某一種微處理器內核爲核心，芯片內部集成ROM、EPROM、RAM、Flash RAM、總線、總線邏輯、定時/計
數器、WatchDog、串行口、脈寬調製輸出、A/D等各種必要功能和外設。與嵌入
式微處理器相比,微控制器的最大特點是單片化,體積大大減小,從而使功耗和成本下
降、可靠性提高。
• 和嵌入式微處理器相比，微控制器的最大特點是單片化，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工業的主流，佔整個嵌入式市場份額的70%。微控制器的片上外設資源一般比較豐富，適合於控制，因此稱微控制器。
• 通用系列：8051、P51XA、MCS-251、MCS-96/196/296、C166/167、MC68HC05/11/12/16、68300等。
• 半通用系列：支持USB接口的MCU 8XC930/931、C540、C541；
• 專用系列：支持I2C、CAN-Bus、LCD的MCU及兼容系列。
• 目前有許多微處理器逐漸演化爲微控制器（MCU）比如ARM，因此這些概念開始交叉融會。
(3) 嵌入式DSP處理器( EMBEDDED DIGITAL SIGNALPROCESSOR , EDSP)
• DSP 處理器對系統結構和指令進行了特殊設計,使其適合於執行DSP算法,編譯效率較高,指令執行速度也較高。在數字濾波、FFT、譜分析等方面,DSP算法正在大量進入嵌入式領域,DSP 應用正從在通用單片機中以普通指令實現DSP功能,過渡到採用嵌入式DSP處理器。
• 嵌入式DSP處理器兩個發展來源：
① DSP處理器經過單片化、EMC改造、增加片上外設成爲嵌入式DSP處理器，TI的
TMS320C2000/C5000等屬於此範疇；
② 在通用單片機或嵌入式片上系統(System On Chip) SOC中增加DSP協處理器，例如Intel的MCS-296和Infineon(Siemens)的TriCore。
• 嵌入式系統的智能化是推動嵌入式DSP處理器發展的另一個因素，如：各種帶有智能邏輯的消費類產品，生物信息識別終端，帶有加解密算法的鍵盤，ADSL接入、實時語音壓解系統，虛擬現實顯示等。這類智能化算法一般運算量較大，特別是向量運算、指針線性尋址等較多，而這些正是DSP處理器的長處所在。
• 嵌入式DSP處理器有代表性的是：TI的TMS320系列和Motorola的DSP56000系列。
(4) 嵌入式片上系統(SYSTEM ON CHIP)
• SOC是嵌入式系統的一種新形式，是將微處理器、模擬IP核、數字IP核和存儲器(或片外存儲控制接口)集成在單一芯片上。它通常是客戶定製的，或是面向特定用途的標準產品，在一塊硅片裏實現了能完成一個計算機系統功能所需要的硬件集成電路和嵌入式軟件，屬於計算機與微電子的新興交叉學科。
• SoC 的設計基礎是IP（Intellectual Property）複用技術。
• IP 模塊是一種預先設計好，已經過驗證，具有某種確定功能的集成電路、器件或部件。
• 2 種不同形式：軟IP 核(soft IP core)和硬IP 核(hard IP core)
• SOC的優勢：
• 降低耗
• 減少體積
• 豐富系統功能
• 提高速度
• 節省成本
二、嵌入式系統的組成
嵌入式系統由硬件和軟件兩大部分組成，用於實現對其他設備的控制、
監視或管理等功能。前者是整個系統的物理基礎，它提供軟件運行平臺和通
信接口；後者實際控制系統的運行。
硬件：嵌入式微處理器、外圍電路、外圍硬件設備。
軟件：BOOTLOADER、嵌入式操作系統、用戶的應用程序等。
（一）、硬件
硬件：嵌入式微處理器、外圍電路、外圍硬件設備。
➢CPU是嵌入式系統的核心處理器，又稱爲嵌入式微處理器，負責控制整個嵌入式系統的執行；
➢外圍電路包括嵌入式系統的內存、I/O端口、復位電路、ADC/DAC（模數轉換器/數模轉換器）和電源等，與核心處理器一起構成一個完整的嵌入式目標系統。
➢ SRAM（STATIC RANDOM ACCESS MEMORY）爲靜態隨機存儲器
➢ FLASH爲閃存器，固態存儲器
➢ DRAM（DYNAMIC RANDOM ACCESS MEMORY）爲動態隨機存儲器
➢外部設備指嵌入式系統與真實環境交互的各種設備，包括通用串行總線USB（UNIVERSAL SERIAL BUS）、存儲設備、鼠標、鍵盤、液晶顯示器（LCD，LIQUIDCRYSTAL DISPLAY）、紅外線數據傳輸（IRDA，INFRARED DATA ASSOCIATION）和打印設備等。
（二）、軟件
• 軟件：BOOTLOADER、嵌入式操作系統、用戶的應用程序。
➢BOOTLOADER完成硬件環境的初步初始化，爲固件庫或操作系統設置一個可以
運行、工作的環境。
➢操作系統控制着應用程序與硬件的交互，完成實時和多任務操作；或者用戶程
序通過固件庫與硬件進行交互。
➢應用程序控制着系統的運作和行爲，完成各種設計功能。
嵌入式系統的軟件可分成4個層次：
① 設備驅動接口（DDI）負責嵌入式系統與外部設備的信息交互；
② 實時操作系統（RTOS）分成基本和擴展兩部分，
➢ 基本功能是操作系統的核心，負責整個系統的任務調度，存儲分配、時鐘管理
和中斷管理，提供文件、圖形用戶界面（GUI）等基本服務；
➢ 擴展功能是爲用戶提供操作系統的擴展功能，包括網絡、數據庫等；
③ 可編程應用接口（API）也稱爲編程中間件、應用中間軟件，是爲編制應用程序提供
的各種編程接口庫，它針對不同應用領域、不同的安全要求分別構建，從而減輕應用
開發者的負擔；
④ 應用軟件是針對不同應用而由開發者自己編寫的軟件。