一定有好多人都据说过嵌入式和单片机,但在刚开始接触时,不晓得你们有没有据说过嵌入式就是单片机这样的说法,虽然嵌入式和单片机还是有区别的。单片机与嵌入式究竟有哪些关系?下边我们就来谈谈嵌入式和单片机之间的联系和区别吧。
一、什么是单片机?
首先,我们来了解一下究竟哪些是单片机。
嵌入式系统的核心是嵌入式处理器。嵌入式处理器通常可以分为以下几种类型:
我们的单片机属于嵌入式微控制器MCU(MicroControlUnit)。
MCU内部集成ROM/RAM、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串口、A/D、D/A、FLASH等。典型代表如8051、8096、C8051F等。
单片机就是在一个芯片(Chip)上集成了CPU、SRAM、Flash及其他须要模块,在一个Chip上实现一个微型计算机系统,所以就叫SingleChipMicrocomputer,也就是单片机了。
它似乎就是一种集成电路芯片,是通过超大规模集成电路技术,将CPU、RAM、ROM、输入输出和中断系统、定时器/计数器等功能,塞入一块晶圆上,弄成一个超大型的计算机。
如此说来,单片机不就是一个嵌入式系统?别急,我们往下看。
“单片机”其实是一种古老的别称。在哪个年代半导体工艺还在起步阶段,集成能力很差,常常是CPU一个芯片,SRAM一个芯片,Flash一个芯片,须要中断的话又得有个专门处理中断的芯片,所以一个完整可用的计算机系统是好多个芯片(Chip)做在一个PCB板上构成的。不同的功能难以做进一个芯片(Chip),所以会有多片机。如今半导体技术已经十分发达,所以不存在多片机。并且,“单片机”的别称却仍然沿用至今。
单片机技术从上世纪70年代末诞生,初期的时侯是4位,后来发展为8位,16位,32位。它真正崛起,是在8位时代。8位单片机功能很强,被广泛应用于工业控制、仪器仪表、家电车辆等领域。
我们在研究单片机的时侯,常常会看到一个词——51单片机。让我们来了解一下它到底是哪些。
51单片机linux驱动下载,虽然就是一系列单片机的合称。该系列单片机,兼容Intel8031指令系统。它们的先祖,是Intel(英特尔)的8004单片机。
注意,51单片机并不全是英特尔公司的产品。包括ATMEL(艾德梅尔)、Philips(飞利浦)、华邦、Dallas(达拉斯)、Siemens(西门子)、STC(国产宏晶)等公司,也有好多产品属于51单片机系列。
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ATMEL公司的51单片机,AT8989CC5151这是一个51单片机的开发板,中间那种芯片才是51单片机。
51单片机以前在很长时间里都是市面上最主流、应用最广泛的单片机,抢占大量的市场份额。
51单片机虽然置于现今毫无技术优势,是一种很老的技术。之所以它的生命力顽强,不仅它以前很流行之外,还有一个诱因,就是英特尔公司彻底开放了51内核的版权。
所以,无论任何单位或个人,都可以毫无忌惮地使用51单片机,不用付费构建嵌入式linux系统,也不用害怕版权风险构建嵌入式linux系统,所以好多中学也都在用这个。
据悉,51单片机拥有雄厚的存量基础和群众基础。好多老项目都是用的51单片机,出于成本的考虑,有时侯只能继续延用51单片机的技术进行升级。并且,好多老一辈的工程师,都精通51单片机开发技术。所以,51单片机的生命力得以不断延续。
二、什么是嵌入式?
嵌入式系统是一种专用的计算机系统,作为装置或设备的一部份。一般,嵌入式系统是一个控制程序储存在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上,所有带有数字插口的设备,如腕表、微波炉、录像机、汽车等,都使用嵌入式系统,有些嵌入式系统还包含操作系统,但大多数嵌入式系统都是由单个程序实现整个控制逻辑。
从应用对象上加以定义,嵌入式系统是软件和硬件的综合体,还可以囊括机械等附属装置。国外普遍认同的嵌入式系统定义为:以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可剪裁,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。
嵌入式系统具体应用于什么“专用”方向呢?
举例如下:
上述那些领域,都使用了嵌入式系统。这还只是冰山一角。
可以说,嵌入式系统完完全全地融入了我们,时刻影响着我们的工作和生活。
嵌入式系统,既然是一个计算机系统,这么肯定离不开硬件和软件。
一个嵌入式系统的典型构架如下:
这儿最重要的就是嵌入式操作系统和嵌入式微处理器。
从硬件角度来看,嵌入式系统就是以处理器(CPU)为核心,借助总线(Bus)进行联接的多模块系统:
虽然你们不难看出和个人PC是一样的形式。
单片机是有清晰定义的,就是单个片(chip)上的计算机系统。而不同的单片机即使配置不同,性能不同,厂家不同,甚至指令集和开发方法不同,而且都是在一个片上的完整的计算机系统,这个定义不会错。
而嵌入式就是个不清晰的定义了,并没有特别明晰的关于“嵌入式”这个词的定义。他也不像单片机一样,是个确定的“物”的名子。
三、单片机是不是嵌入式?
这么单片机究竟是不是嵌入式呢?简单来说:是。
由于好多嵌入式产品中被嵌入的计算机系统就是单片机,例如空调中嵌入的控制板虽然核心就是个单片机。实际上大部分家电产品中嵌入的计算机系统都是单片机。
由于单片机足够简单实惠并且够用,所以使用单片机是最实惠最适宜的。而单片机现今出货量最大的领域也就是电器产品了,其实未来IOT类的应用会越来越多,会成为单片机的很大的增量市场。
四、广义和狭义的嵌入式
嵌入式这个概念实际上很泛化,如今讲嵌入式这个词的人,可能想抒发的意思并不相同。俺们里面讲的嵌入式的概念是嵌入式原本的定义,也就是所谓广义上的嵌入式。
而狭义的嵌入式,虽然是“嵌入式linux系统”的简称。这些狭义的嵌入式最初指的是运行了linux系统的嵌入式计算机系统。后来也包括运行了和linux同级别的其他嵌入式系统(例如WinCE、Vxworks、Android等)的计算机。
看过里面的介绍以后你就晓得究竟单片机是不是嵌入式了,毕竟这三者之间的联系有很深,其实,不管你是打算学习嵌入式或是单片机,都要自己想好了再做决定。
五、嵌入式和单片机的区别
说到这儿,我们来瞧瞧,嵌入式和单片机的区别究竟是哪些。
从前文的介绍来看,嵌入式系统是一个大类,单片机是其中一个重要的泛型。嵌式系统像是一个完整的计算机,而单片机更像是一个没有外设的计算机。
曾经单片机包括的东西并不算多,二者的硬件区别较为显著。而且,随着半导体技术的突飞猛进,如今各类硬件功能都能被做进单片机之中。所以,嵌入式系统和单片机之间的硬件区别越来越小,分界线也越来越模糊。
于是,人们倾向于在软件上进行分辨。
从软件上,行业里常常把芯片中不带MMU(memorymanagementunit,显存管理单元)因而不支持虚拟地址,只能裸奔或运行RTOS(实时操作系统,比如ucos、华为LiteOS、RT-Thread、freertos等)的system,称作单片机(如STM32、NXPLPC系列、NXPimxRT1052系列等)。
同时,把芯片自带MMU可以支持虚拟地址,就能跑Linux、Vxworks、WinCE、Android这样的“高级”操作系统的systemlinux论坛,称作嵌入式。
在个别时侯,单片机本身早已足够强悍,可以作为嵌入式系统使用。它的成本更低,开发和维护的难度相对较小,尤其是针对一些针对性更强的应用。而嵌入式系统理论上性能更强,应用更广泛,但复杂度高,开发难度大。
六、我们为何要学习嵌入式和单片机
明天我也只是给你们简单地介绍了一下单片机和嵌入式以及她们之间的关系和区别,毕竟嵌入式系统早已有30多年的历史,但似乎仍然隐藏在背后的,自从物联网上升为国家战略后,嵌入式系统也逐渐从后台走到前台。
嵌入式和单片机并不是纯“硬件”类方向。假如你想学好嵌入式和单片机,只懂数字电路和微机插口这样的硬件知识是不够的,你更须要学习的,是汇编、C/C++语言、数据结构和算法知识。拥有软硬结合的能力,远远比单纯把握某种程序开发语言更有价值。其次,嵌入式和单片机拥有广泛的应用场景,在各个领域都有项目需求和人才需求。并且我们国家如今正在大力发展芯片产业,也会推动嵌入式人才的就业,提高待遇。
随着5G建设的深入,整个社会正在向“万物互联”的方向变迁。物联网技术也将迎来前所未有的历史机遇。嵌入式和单片机技术是物联网技术的重要组成部份,也将步入快速发展的时代。技术越难,过程越苦,越有利于建立竞争壁垒。学院里好多朋友都热衷于学习各类编程语言,常常忽略了这一块,可以说在嵌入式开发这一块的人才我们国家还是比较缺乏的。为此,我认为你们特别值得投入时间去学习嵌入式开发的技能。
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