嵌入式系统的概念，嵌入式系统的组成及特点，嵌入式系统的基本开发流程

article/2025/4/20 5:59:34

1. 嵌入式系统的概念

嵌入式系统( Embedded system) , 是一种 "完全嵌入受控器件内部,为特定应用而设计的专用计算机系统”以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。

2 . 嵌入式系统的组成

在这里插入图片描述

硬件层: 主要包含了嵌入式系统中必要的硬件设备:嵌入式微处理器、存储器(SDRAM、ROM等)、设备IO接口等。
中间层: 为硬件层与系统软件层之间的部分,有时也称为硬件抽象层(Hardware Abstract Layer , HAL)或者板级支持包(Board Support Package , BSP)。
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系统软件层: 由实时多任务操作系统(Real-timeOperation System , RTOS)、文件系统、图形用户界面接口(Graphic User Interface , GUI)、网络系统及通用组件模块组成

3 . 嵌入式系统的特点

人机交互界面
功能有限
时间和空间关键性和稳定性
高可靠的稳定性

4. 嵌入式系统的基本开发流程

第一步：建立开发环境

操作系统一般使用Redhat Linux，选择定制安装或全部安装，通过网络下载相应的GCC交叉编译器进行安装(比如，arm-linux-gcc、arm-uclibc-gcc)，或者安装产品厂家提供的相关交叉编译器;

第二步：配置开发主机

配置MINICOM，一般的参数为波特率115200 Baud/s，数据位8位，停止位为1，9，无奇偶校验，软件硬件流控设为无。在Windows下的超级终端的配置也是这样。MINICOM软件的作用是作为调试嵌入式开发板的信息输出的监视器和键盘输入的工具。配置网络主要是配置NFS网络文件系统，需要关闭防火墙，简化嵌入式网络调试环境设置过程。

第三步：建立引导装载程序BOOTLOADER

从网络上下载一些公开源代码的BOOTLOADER，如U.BOOT、BLOB、VIVI、LILO、ARM-BOOT、RED-BOOT等，根据具体芯片进行移植修改嵌入式系统开发流程嵌入式系统开发流程。有些芯片没有内置引导装载程序，比如，三星的ARV17、ARM9系列芯片，这样就需要编写开发板上FLASH的烧写程序，可以在网上下载相应的烧写程序，也有Linux下的公开源代码的J-FLASH程序。如果不能烧写自己的开发板，就需要根据自己的具体电路进行源代码修改。这是让系统可以正常运行的第一步。如果用户购买了厂家的仿真器比较容易烧写FLASH，虽然无法了解其中的核心技术，但对于需要迅速开发自己的应用的人来说可以极大提高开发速度。

第四步：下载已经移植好的Linux操作系统

如MCLiunx、ARM-Linux、PPC-Linux等，如果有专门针对所使用的CPU移植好的Linux操作系统那是再好不过，下载后再添加特定硬件的驱动程序，然后进行调试修改，对于带MMU的CPU可以使用模块方式调试驱动，而对于MCLiunx这样的系统只能编译内核进行调试。

第五步：建立根文件系统

下载使用BUSYBOX软件进行功能裁减，产生一个最基本的根文件系统，再根据自己的应用需要添加其他的程序
由于默认的启动脚本一般都不会符合应用的需要，所以就要修改根文件系统中的启动脚本，它的存放位置位于/etc目录下，包括：/etc/init.d/rc.S、/etc/profile、/etc/.profile等，自动挂装文件系统的配置文件/etc/fstab，具体情况会随系统不同而不同。根文件系统在嵌入式系统中一般设为只读，需要使用mkcramfs genromfs等工具产生烧写映像文件嵌入式系统开发流程嵌入式培训。