嵌入式系统是一个深度定制的计算机系统,通常被用于特定的控制或者嵌入应用中。它通常有一定的性能要求、功耗要求和成本要求,并且通常在一个封闭的环境中运行,如手机、智能家居、医疗设备、航空航天以及汽车电子系统等等。
在学习嵌入式系统时,需要掌握嵌入式软硬件的基本概念,然后才能深入研究嵌入式系统中各个组成部分的原理、运作方式及其相互之间的配合。其中,嵌入式软件方面主要需求:计算机基本逻辑和运算、嵌入式系统结构体系和编程规律、系统调试和故障排除、算法和数据结构等方面的训练和掌握;而嵌入式硬件方面主要涉及到:单片机的概念、架构、接口与控制、外设、总线、电路分析及优化等方面的学习。
嵌入式软件开发是指针对嵌入式系统所开发的软件,通常与应用系统在硬件平台上紧密结合而形成的一种开发模式。针对嵌入式软件开发,我们需要掌握某种汇编语言或者C语言、熟悉掌握某种嵌入式系统开发环境,如Keil、IAR、GCC等等,同时了解嵌入式系统中的常见问题与技术点,如中断、DMA、时钟源控制、电源管理、中央处理器原理等。
另外,对于嵌入式系统开发而言,软件的优化也是非常重要的。由于嵌入式系统硬件资源有限,因此在这方面需要针对性地进行软件相关的优化,掌握相应的软件开发工具和开发技术。
相比与软件而言,硬件开发周期要长得多、制作成本要高得多,因此在设计之前需要做好充分的需求分析、规划设计和足够的实验测试。
嵌入式系统硬件设计涉及到的主要技术包括:单片机的选型和应用、硬件系统架构设计、外设接口与控制、总线设计、电源和时钟源设计、电路分析和优化等。在嵌入式系统硬件设计领域,需要掌握SCM、EDA、PCB生产等相关软硬件知识。此外,为了更好地完成嵌入式系统硬件设计的相关工作,对于硬件开发流程以及设计的方法和思想的学习同样也是非常重要的。
嵌入式系统不同于普通的计算机系统,在某些应用领域有着非常广泛的应用场景。嵌入式实验是将嵌入式系统的软硬件应用于实际场景中,包括实验的设计和实现。
在嵌入式系统实验与应用领域,我们需要掌握嵌入式系统实验平台的选择和应用、开发周期和预算的设计、需求和测试方案设计、数据处理与显示等相关技术。此外,对于嵌入式系统在某一专业领域的应用,如智能家居、医疗、汽车电子等方面的知识掌握也是非常重要的。