即单片机；

性能逐渐提升：8位  16位  32位

高集成度：CPU+外设控制器+片内存储（RAM、ROM）；

更低的功耗：超低功耗模式；

去除冗余外设、满足应用需要即可；

面向工业应用的高可靠性；

部分支持操作系统；

内置安全区，确保基于互联网应用的安全性。

SoC就是System on Chip，SoC是一种基于IP（Intellectual Property）核嵌入式系统设计技术；

ARM+DSP、ARM+FPGA等架构；

当前主流DSP、FPGA均采用这种架构；

嵌入式片上系统设计的关键是IP核的设计。IP核分为硬核、软核和固核，是嵌入式技术的重要支持技术；

六，嵌入式Linux操作系统

1，概念

Linux最初是专门为基于Intel处理器的个人计算机而设计的。Linux的前身是指由Linus Torvald维护开发的开放源代码的类Unix操作系统的内核。

2. Linux的主要特点

① 开源：
② 多用户：
③ 多任务：
④ 良好的用户界面：
⑤ 设备独立性：
⑥ 丰富的网络功能：
⑦ 可靠的安全系统：
⑧ 良好的可移植性；

3.  Linux的组成

4，设备驱动 

Linux 内核中有大量代码都在设备驱动程序中，它们能够运转特定的硬件设备。Linux 源码树提供了一个驱动程序子目录，这个目录又进一步划分为各种支持设备，例如 Bluetooth、I2C、serial 等。设备驱动程序的代码可以在 ./linux/drivers 中找到

5，Arch-体系结构

不同体系结构处理器的专用支持

linux/arch 子目录定义了内核源代码中依赖于体系结构的部分，其中包含了各种特定于体系结构的子目录（共同组成了 BSP）。对于一个典型的桌面系统来说，使用的是 i386 目录。每个体系结构子目录都包含了很多其他子目录，每个子目录都关注内核中的一个特定方面，例如引导、内核、内存管理等。这些依赖体系结构的代码可以在 ./linux/arch 中找到。

6，MMU：内存管理单元

内存映射：就是将虚拟内存地址映射到物理内存地址。为了完成内存映射，内核为每个进程都维护了一张页表（页表实际上存储在 CPU 的内存管理单元 MMU 中），记录虚拟地址与物理地址的映射关系。

7，VFS-虚拟文件系统 

Linux ：“一切皆文件”

在 VFS 上面，是对诸如 open、close、read 和 write 之类的函数的一个通用 API 抽象。在 VFS 下面是文件系统抽象，它定义了上层函数的实现方式。它们是给定文件系统（超过 50 个）的插件。文件系统的源代码可以在 ./linux/fs 中找到。

文件系统层之下是缓冲区缓存，它为文件系统层提供了一个通用函数集（与具体文件系统无关）。这个缓存层通过将数据保留一段时间（或者随即预先读取数据以便在需要是就可用）优化了对物理设备的访问。缓冲区缓存之下是设备驱动程序，它实现了特定物理设备的接口。

8，基本概念

文件 一组在逻辑上具有完整意义的信息项的系列。在Linux中，除了普通文件，其他诸如目录、设备、套接字等 也以文件被对待。总之，“一切皆文件”。

目录 目录好比一个文件夹，用来容纳相关文件。因为目录可以包含子目录，所以目录是可以层层嵌套，形成 文件路径。在Linux中，目录也是以一种特殊文件被对待的，所以用于文件的操作同样也可以用在目录上。

目录项 在一个文件路径中，路径中的每一部分都被称为目录项；如路径/home/source/helloworld.c中，目录 /, home, source和文件 helloworld.c都是一个目录项。

索引节点 用于存储文件的元数据的一个数据结构。文件的元数据，也就是文件的相关信息，和文件本身是两个不同 的概念。它包含的是诸如文件的大小、拥有者、创建时间、磁盘位置等和文件相关的信息。

超级块 用于存储文件系统的控制信息的数据结构。描述文件系统的状态、文件系统类型、大小、区块数、索引节 点数等，存放于磁盘的特定扇区中

七， Linux内核目录结构

● arch ：包含和硬件体系结构相关的代码，每种平台占一个相应的目录，如i386、arm、arm64、powerpc、mips 等。Linux 内核目前已经支持30 种左右的体系结构。在arch目录下，存放的是各个平台以及各个平台的芯片对Linux 内核进程调度、内存管理、中断等的支持，以及每个具体的SoC 和电路板的板级支持代码。

● block：块设备驱动程序I/O 调度。

● crypto：常用加密和散列算法（如AES、SHA 等），还有一些压缩和CRC 校验算法。

● documentation：内核各部分的通用解释和注释。

● drivers ：设备驱动程序，每个不同的驱动占用一个子目录，如char、block、net、mtd、i2c 等。

● fs：所支持的各种文件系统，如EXT、FAT、NTFS、JFFS2 等。

● include：头文件，与系统相关的头文件放置在include/linux 子目录下。

● init：内核初始化代码。著名的start_kernel() 就位于init/main.c 文件中。

● ipc：进程间通信的代码。

● kernel ：内核最核心的部分，包括进程调度、定时器等，而和平台相关的一部分代码放在arch/*/kernel 目录下。

● lib：库文件代码。

● mm：内存管理代码，和平台相关的一部分代码放在arch/*/mm 目录下。

● net：网络相关代码，实现各种常见的网络协议。

● scripts：用于配置内核的脚本文件。

● security：主要是一个SELinux 的模块。

● sound：ALSA、OSS 音频设备的驱动核心代码和常用设备驱动。

● usr：实现用于打包和压缩的cpio 等。

● include：内核API 级别头文件。

八，嵌入式系统

1，嵌入式Linux操作系统的优势

利用Linux搭建嵌入式操作系统是近年来最令人振奋的方案之一，Linux将来可能会成为嵌入式系统主流操作系统。嵌入式Linux是按照嵌入式操作系统的要求而设计的一种小型操作系统。由一个内核及一些根据需要进行定制的系统模块组成。

(1) 支持多种体系结构。
(2) 多任务，内核稳定，可定制，源代码开放。
(3) 强大的网络支持功能。
(4) 支持多文件系统。
(5) 驱动丰富，支持大量的外设。
(6)  Linux具备一整套工具链

2，嵌入式系统开发流程

系统需求分析：根据需求，确定设计任务和设计目标，指定设计说明书。

体系结构设计：描述系统如何实现所述的功能需求，包括对硬件、软件和执行装置的功能划分以及系统的软件、硬件选型。

硬件/软件协同设计：基于体系结构的设计结果，对系统的硬件、软件进行详细设计。一般情况下嵌入式系统设计的工作大部分都集中在软件设计上，现代软件工程经常采用的方法是面向对象技术、软件组件技术和模块化设计。

系统集成：把系统的硬件、软件和执行装置集成在一起进行调试，发现并改进设计过程中的不足之处。

3，生成代码阶段