第一章嵌入式系统概述—

1.嵌入式系统的概念

嵌入式系统是指以应用为中心，以计算机技术为基础，软件、硬件可剪裁，
适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗严格要求的专用计算机系统。
它包括硬件和软件两部分。
硬件：处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。
软件：操作系统软件(OS)和应用程序编程。
应用程序控制着系统的运作和行为，而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。

2.嵌入式计算机系统的特点

①专用、软硬件可剪裁配置；
②低功耗、高可靠性、高稳定性；
③软件代码短小精悍；
④代码可固化；
⑤实时性；
⑥弱交互性；
⑦需要专门的开发工具和开发环境；
⑧要求开发、设计人员有较高的技能。

3.嵌入式系统的历史

①以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统。
②以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统。
③以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。
④以Internet为标志的嵌入式系统。

4.嵌入式系统的组成结构

硬件层、中间层、软件层和功能层

硬件层：

嵌入式微处理器
它是嵌入式硬件层的核心，与通用CPU最大的不同在于它大多工作在为特定用户群所专用设计的系统中。嵌入式微处理器的体系结构可以采用冯·诺依曼体系或哈佛体系结构；
指令系统可以选用精简指令系统（Reduced Instruction Set Computer，RISC）和复杂指令系统（Complex Instruction Set Computer，CISC）。
有各种不同的体系，即使在同一体系中也可能具有不同的时钟频率和数据总线宽度，或集成了不同的外设和接口。
存储器
来存放和执行代码，包含Cache、主存和辅助存储器
- Cache
  一种容量小、速度快的存储器阵列，它位于主存和嵌入式微处理器内核之间，存放的是最近一段时间微处理器使用最多的程序代码和数据。
  在嵌入式系统中，Cache全部集成在嵌入式微处理器内，可分为数据Cache、指令Cache或混合Cache，Cache的大小依不同处理器而定。
- 主存
  主存是嵌入式微处理器能直接访问的寄存器，用来存放系统和用户的程序及数据。
  常用作主存的存储器有以下几种：
  ROM类:NOR Flash、EPROM、PROM等；(NOR Flash:可擦写次数多、存储速度快、存储容量大、价格便宜)
  RAM类:SRAM、DRAM、SDRAM等。
- 辅助存储器
  用来存放大数据量的程序代码或信息，它的容量大，但读取速度与主存相比就慢很多，用来长期保存用户的信息。嵌入式系统中常用的外存有硬盘、NAND Flash、CF卡、MMC、SD卡等.
通用设备接口和I/O接口
输入/输出功能。

中间层：

也称为硬件抽象层（Hardware Abstract Layer，HAL）或板级支持包（Board Support Package，BSP）/.该层一般包含相关底层硬件的初始化、数据的输入/输出操作和硬件设备的配置功能。
BSP的特点:硬件相关性；操作系统相关性。

软件层：

由实时多任务操作系统（Real-time Operation System，RTOS）、文件系统、图形用户接口（Graphic User Interface，GUI）、网络系统及通用组件模块组成。

功能层：

也称应用软件层，应用软件时由基于实时系统开发的应用程序组成，运行在嵌入式操作系统之上，一般情况下与操作系统时分开的。用来实现对被控对象的控制功能。