嵌入式与单片机的区别和关系

admin · 发表于 2020-3-25 09:22:07

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。

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。

就当前的形式来说，单片机仍然处于一个热度期，特别是当前人工智能的发展，对单片机的发展起到了极大的推动作用。
单片机默认情况下，一般是指功能相对简单的板子，如经典的51单片机，后期出现的ARM也认为是单片机的一种，但是从性能上来讲，两者的差别非常大，ARM板的开发和设计也更复杂一些，当然功能也更强大一些。
就未来的发展而言，ARM必然得到长足的发展，但是单片机在短时间内仍然会占有重要位置，因为很多小东西（功能简单的一些小件）仍然需要单片机来支撑，毕竟ARM的成本比单片机相对高一些，设计和开发也更复杂一些，用ARM来做一些小东西反而得不偿失，反观单片机，由于其体量小、结构简单、成本低，反而在小器件的开发中得以大展拳脚。
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、电流、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。现在的家用电器广泛采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备和白色家电等。单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。

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