嵌入式系統是一種專用的計算機系統，作為裝置或設備的一部分。通常，嵌入式系統是一個控制程序存儲在ROM中的嵌入式處理器控制板。事實上，所有帶有數字接口的設備，如手表、微波爐、錄像機、汽車等，都使用嵌入式系統，有些嵌入式系統還包含操作系統，有些嵌入式系統是由單個程序實現整個控制邏輯（裸跑）。嵌入式系統是軟件和硬件的綜合體，軟硬件可裁剪，適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統。

    嵌入式系統的構成
一、硬件層
    硬件層中包含嵌入式微處理器、存儲器（SDRAM、ROM、Flash等）、通用設備接口和I/O接口（A/D、D/A、I/O等）。在一片嵌入式處理器基礎上添加電源電路、時鐘電路和存儲器電路，就構成了一個嵌入式核心控制模塊。其中操作系統和應用程序都可以固化在ROM中。
1、嵌入式微處理器
    嵌入式微處理器的體系結構可以采用馮·諾依曼體系或哈佛體系結構；指令系統可以選用精簡指令系統（ReducedInstruction Set Computer，RISC）和復雜指令系統CISC（ComplexInstruction Set Computer，CISC）。RISC計算機在通道中只包含最有用的指令，確保數據通道快速執行每一條指令，從而提高了執行效率并使CPU硬件結構設計變得更為簡單。
    全世界嵌入式微處理器已經超過1000多種，體系結構有30多個系列，其中主流的體系有ARM、MIPS、PowerPC、X86等。
2、存儲器
    嵌入式系統需要存儲器來存放和執行代碼。嵌入式系統的存儲器包含Cache、主存和輔助存儲器等。
1>Cache
    Cache是一種容量小、速度快的存儲器陣列它位于主存和嵌入式微處理器內核之間，存放的是一段時間微處理器使用最多的程序代碼和數據。在需要進行數據讀取操作時，微處理器盡可能的從Cache中讀取數據，而不是從主存中讀取，這樣就大大改善了系統的性能，提高了微處理器和主存之間的數據傳輸速率。Cache的主要目標就是：減小存儲器（如主存和輔助存儲器）給微處理器內核造成的存儲器訪問瓶頸，使處理速度更快，實時性更強。
    在嵌入式系統中Cache全部集成在嵌入式微處理器內，可分為數據Cache、指令Cache或混合Cache，Cache的大小依不同處理器而定。一般中高檔的嵌入式微處理器才會把Cache集成進去。
2>主存
    主存是嵌入式微處理器能直接訪問的寄存器，用來存放系統和用戶的程序及數據。它可以位于微處理器的內部或外部，其容量為256KB~1GB，根據具體的應用而定，一般片內存儲器容量小，速度快，片外存儲器容量大。
    常用作主存的存儲器有：ROM類NOR Flash、EPROM和PROM等。RAM類SRAM、DRAM和SDRAM等。
3>輔助存儲器
    輔助存儲器用來存放大數據量的程序代碼或信息，它的容量大、但讀取速度與主存相比就慢的很多，用來長期保存用戶的信息。
    嵌入式系統中常用的外存有：硬盤、NANDFlash、CF卡、MMC和SD卡等。
3、通用設備接口和I/O接口
    嵌入式系統和外界交互需要一定形式的通用設備接口，如A/D、D/A、I/O等，外設通過和片外其他設備的或傳感器的連接來實現微處理器的輸入/輸出功能。每個外設通常都只有單一的功能，它可以在芯片外也可以內置芯片中。外設的種類很多，可從一個簡單的串行通信設備到非常復雜的802.11無線設備。
    嵌入式系統中常用的通用設備接口有A/D（模/數轉換接口）、D/A（數/模轉換接口），I/O接口有RS-232接口（串行通信接口）、Ethernet（以太網接口）、USB（通用串行總線接口）、音頻接口、VGA視頻輸出接口、I2C（現場總線）、SPI（串行外圍設備接口）和IrDA（紅外線接口）等。
二、中間層
    硬件層與軟件層之間為中間層，也稱為硬件抽象層（Hardware Abstract Layer，HAL）或板級支持包（BoardSupport Package，BSP），它將系統上層軟件與底層硬件分離開來，使系統的底層驅動程序與硬件無關，上層軟件開發人員無需關心底層硬件的具體情況，根據BSP層提供的接口即可進行開發。該層一般包含相關底層硬件的初始化、數據的輸入/輸出操作和硬件設備的配置功能。BSP具有以下兩個特點。
    硬件相關性：因為嵌入式實時系統的硬件環境具有應用相關性，而作為上層軟件與硬件平臺之間的接口，BSP需要為操作系統提供操作和控制具體硬件的方法。
    操作系統相關性：不同的操作系統具有各自的軟件層次結構，因此，不同的操作系統具有特定的硬件接口形式。
    實際上，BSP是一個介于操作系統和底層硬件之間的軟件層次，包括了系統中大部分與硬件聯系緊密的軟件模塊。設計一個完整的BSP需要完成兩部分工作：嵌入式系統的硬件初始化以及BSP功能，設計硬件相關的設備驅動。
三、軟件層
1、系統軟件層
    系統軟件層由實時多任務操作系統（Real-timeOperation System，RTOS）、文件系統、圖形用戶接口（GraphicUser Interface，GUI）、網絡系統及通用組件模塊組成。RTOS是嵌入式應用軟件的基礎和開發平臺。
2、應用軟件層
    應用軟件層是由基于實時系統開發的應用程序組成，用來實現對被控對象的控制功能。功能層是要面對被控對象和用戶，為方便用戶操作，往往需要提供一個友好的人機界面。

    本文由培訓無憂網達內教育課程顧問老師整理發布，更多課程信息可關注嵌入式開發培訓或添加老師微信：15033336050

      注：尊重原創文章,轉載請注明出處和鏈接 http://www.hebeijilong.cn/news-id-5474.html 違者必究！部分文章來源于網絡由培訓無憂網編輯部人員整理發布,內容真實性請自行核實或聯系我們，了解更多相關資訊請關注嵌入式開發頻道查看更多，了解相關專業課程信息您可在線咨詢也可免費申請試課。關注官方微信了解更多：150 3333 6050