目錄
一、嵌入式系統組成
(1)嵌入式處理器
(2)支撐硬件
(3)嵌入式操作系統
(4)支撐軟件
(5)應用軟件
二、嵌入式系統特性
三、嵌入式系統分類與分層結構
1.分類
2.嵌入式軟件的五層架構深入解析
(1)硬件層(Hardware Layer)
(2)抽象層(Hardware Abstraction Layer, HAL)
(3)操作系統層(RTOS/Embedded OS Layer)
(4)中間件層(Middleware Layer)
(5)應用層(Application Layer)
總結:五層架構優勢
四、嵌入式軟件特點
五、嵌入式軟件開發流程特征
六、DO-178B 安全認證標準
1.三大核心組成:
2.安全等級分級(A-E):
七、DO-178B 與 CMMI 對比
八、M2M 與 NPU 技術介紹
1. M2M(Machine to Machine)系統構成:
2.NPU(Neural Processing Unit)
嵌入式系統是以應用為中心、以計算機技術為基礎,并將可配置與可裁剪的軟硬件集成于一體的專用計算機系統。它需要滿足功能、可靠性、成本、體積、功耗等方面的嚴格要求。
嵌入式系統一般由以下組成部分構成:
一、嵌入式系統組成
(1)嵌入式處理器
具備抗高溫、寒冷、電磁干擾等能力。根據環境需求分為民用、工業和軍用檔次。強調低功耗、小體積。
(2)支撐硬件
包括存儲器、定時器、總線、IO 接口、專用硬件等外圍系統。
(3)嵌入式操作系統
運行于嵌入式平臺之上,具備實時性、可裁剪性、安全性等特征。
(4)支撐軟件
為開發與運行提供調試、庫函數、服務支持等功能。
(5)應用軟件
為實現特定目標而開發的功能模塊或服務邏輯。
二、嵌入式系統特性
1.專用性強:面向特定應用,強調定制。
2.技術融合性強:集成計算機、通信、電子等多領域技術。
3.軟件為主,軟硬一體:可根據應用靈活設計裁剪。
4.資源受限:通常僅處理少量專一任務。
5.程序固化存儲:代碼常存于 Flash、ROM 中。
6.需專用開發環境:開發者使用宿主機進行開發與調試。
7.體積小、成本低、實時性強。
8.高安全性與高可靠性要求。
三、嵌入式系統分類與分層結構
1.分類
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實時性:
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強實時系統
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弱實時系統
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安全性:
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安全攸關系統
-
非安全攸關系統
-
2.嵌入式軟件的五層架構深入解析
嵌入式系統為了實現從底層硬件控制到上層應用服務的分層解耦,通常采用五層軟件架構模型。這種架構便于模塊化設計、軟硬件解耦、功能擴展與測試維護。
(1)硬件層(Hardware Layer)
作用:
提供嵌入式系統運行的物理平臺與計算能力。
組成:
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處理器(MCU/MPU/NPU/FPGA)
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存儲器(ROM、RAM、Flash)
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外設接口(GPIO、ADC、DAC、PWM)
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通信接口(UART、SPI、I2C、CAN、USB、Ethernet)
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其他電路:電源、時鐘、電平轉換、傳感器模塊等
開發關注點:
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硬件電路設計與布線
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時序、EMC、電源穩定性
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引腳復用與功耗管理