单片机与嵌入式浅析

2019-04-15 18:25发布

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           转载请保留本文原址出处，以便大家方便修正正文中的错误。            一直记得上单片机的第一节课上，老师介绍单片机时，是这样说的：“单片机姓单”。为什么要强调这一点呢？方便容易分不清的童鞋，以后每次想问这个问题的时候都想想这句话。           了解的人其实很容易分开它们，实际上他们也没有什么可比性。           首先，见过单片机的人，都知道，其实单片机只是一块芯片，里面有运算器、存储器等组成的一个具有逻辑、运算、通信等功能的单元。说的再具体点，实际一个CPU、 DSP芯片也可以认为是一个单片机。当然它们性能很强大，但是功能依然很单一，总之就是处理数据、逻辑。           其次，单片机可以完成很多的任务处理，但一般都是跟一定的外围设备进行协作，比如，添加LED灯，实现交通灯系统；添加液晶屏，实现动画播放等。（当然很多同学 都已经在大学期间自己完成过一个最小系统）           最后，我们来总结一下单片机，单片机是完成运算、逻辑控制、通信等功能的单一模块。        相信我的上述讲解中，大家发现到了，单片机真的就是姓“单”（这个字读dan）。
       针对嵌入式的概念是有些模糊定义的，一般情况下指的都是嵌入式系统。正因为这个概念有些模糊，所以会导致很多人对该概念的模糊认识。（就像大学中的一门课程，既可以叫做数字信号处理，也可以叫做数字信号处理器）。        如果可以按照面向对象的思想理解的话：可以说嵌入式是父类，嵌入式系统是抽象继承类，银行自助取款机是具体子类，郑州轻院正门口旁工行自助1号取款机是对象。如果这样，这个概念还不清楚的话！就来个生活中的比方：大猩猩吃香蕉，一个大猩猩要吃一棵大树上的香蕉，自己使劲跳就是够不着，于是找来了几个箱子，垫下脚就能够在树上摘下可口的香蕉了。        为了做到吃香蕉这件事，大猩猩做了这么一件事，找来几个箱子，摞起来，然后摘到了香蕉，那么大猩猩和箱子是否就构成了摘香蕉的这么一个系统。如果大猩猩找来的是梯子的话，那是不是能够摘到更多好吃的香蕉；如果大猩猩找来了姚明，让姚明来摘香蕉，那岂不是能摘到所有它所想要的香蕉了-_-。这里，把大猩猩比喻成单片机或者是片上系统（SOC），箱子为外围设备（比如LED灯），那么大猩猩的例子是不是就成了一个交通灯的系统了。那么所有的为了完成单一任务的体系我们都可以认为是一个嵌入式系统。        还拿大猩猩摘香蕉的例子，我们制作了一台摘香蕉的机器，这里我们把大猩猩变成机器中的核心处理器，箱子变成机器的可伸缩机器爪。核心处理器告诉机器爪要往哪个方向，哪个高度采摘香蕉。那么核心处理器和外围设备机器爪及电源等，就构成了一个嵌入式系统。        嵌入式系统这个概念模糊就模糊在，它并不跟具体实物相关，它肯定有个核心逻辑单元，该逻辑单元可以是单片机、CPU、DSP以及其他的一些处理芯片，它还甚至可以是一个模拟电路。嵌入式系统是一个独立存在的模块，它专门为处理某个特定任务而生。嵌入式系统存在的主要意义就是，它可以优化设计，降低成本。就跟例子中讲的，可以把箱子换成梯子，提高效率。大猩猩换成姚明降低成本（要知道，如果让大猩猩去摘香蕉，可比邀姚明摘香蕉成本高哦！）。        那么，现在能够总结一下嵌入式这个概念了，实际上是一个功能模块，专门负责某项特定的工作。其他的生产设备可以轻易的将这个模块嵌入到它们的设备中使用。比如，阿波罗号中的导航仪系统，就是一个嵌入式系统。        如果你很了解系统的话，从系统层面来解释嵌入式概念，也会很清晰。我们平时用的windows系统（当然你可以用linux内核的其他系统，linux系统本身就是一个嵌入式操作系统）自然不是嵌入式操作系统，嵌入式系统是一种要求实时性很高，而且系统可裁剪的。（说着说着，发现嵌入式概念展开来说太多了）对！windows CE系统，windows embedded系统等都是嵌入式操作系统，他们最大的特点就是系统可裁剪，抢占式系统内核。想想为什么他们的系统是可裁剪的了，正中上面所解释的嵌入式概念，可裁剪是为了制作一个精简的，完成特定任务的定制系统，这样做无疑降低了成本，优化了设计。当然，这里不能把嵌入式系统就单单理解为一个可裁剪的操作系统。        如果还是搞不清的人，我可以这样来解释（我也不知道这样对不对），除了通用计算机（就是能够安装不同软件运行的计算机），所有其他为了解决某个或某些特定任务的计算机都是嵌入式。比如，MP3音乐播放器、导航仪、电视机、洗衣机等等。        再回到题头说到的问题，单片机跟嵌入式是一种什么关系了？        有的人说包含。其实，我觉的它们俩说有关系，确实也有，说没有，也能说的过去。就比如说inter公司的凌动芯片（ATOM，可以理解为单片机），是一款嵌入式芯片；但inter的其他一些芯片，像酷睿、奔腾（也可以理解为单片机），这些就不是嵌入式芯片了。又或者现在凌动芯片（ATOM）被用在了上网本上了，它又不能严格说是一款嵌入式芯片了（v^v我也纠结这件事情）。          就像物联网一样，国家大力发展，所有公司都争相去做。但大家都给不出来一个准确的什么才是物联网。                   有些洗衣机厂家员工，干了一辈子，都不知道自己在做嵌入式行业。"概念问题只是形式，只要专注自己的目标、行业，我们自己也能成为一款性能优良的嵌入式系 统"。当然，如果你的志向是国家主席，每天关注全国所有大小事情，做一台通用的计算机系统也是很受大家钟爱的！          好久未写拙文了，突然活动一下，希望不要把读者吓到！万幸万幸！
修正1：经高手指正ATOM不是单片机，普通计算机中使用的微控制器都不属于单片机范畴。这里需要解释一下，CPU（即普通计算机中的处理器）还需要一些外围设备，主板/内存/硬盘等才能运转。但是单片机是一个集成了处理器，存储器，I/O单元的微处理器，或是叫微机。

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