在嵌入式系统中,最基本的硬件是微处理器或微控制器。这些芯片包括CPU,RAM和ROM,以及一些外设,如串行接口,并行接口和定时器。它们通常由一些电子器件(例如电容器和电感器)和传感器(例如温度传感器和压力传感器)组成。
需要注意的是,与传统计算机相比,嵌入式系统中的硬件中缺少了鼠标、显卡、风扇等硬件部件,而且体积更小,功耗更低,因为它们通常需要长时间运行,并且在一些特定的环境中进行工作。
嵌入式系统中的处理器通常是低功耗,嵌入式控制器或微处理器。ARM Cortex-M系列微控制器是嵌入式系统中最常用的芯片之一。这些芯片的设计优化了功耗和计算能力,同时还具有较小的面积和成本优势。
与PC或智能手机等设备的CPU不同,这些CPU主要用于控制而不是计算,因此需要具有良好的实时反应能力和低功耗特性。
在嵌入式系统中,内存通常分为两种类型:RAM和ROM。
RAM(随机访问存储器)用于临时存储程序和数据。嵌入式系统中的RAM容量通常比电脑低,通常在几KB到几百KB范围内,但它们具有极快的读写速度。
ROM(只读存储器)用于存储系统的固件、引导加载程序和其他不需要改变的数据。ROM通常比RAM更慢,但更简单和更便宜,所以在很多嵌入式系统中得到广泛应用。
外设是嵌入式系统中的硬件扩展,包括各种接口(如I2C,SPI和UART),定时器和PWM控制器,以及各种传感器(包括温度,湿度和加速度计等)。
这些外设通常是芯片的固有部分,且必须与主处理器配合工作。因此,一些嵌入式系统设计公司通常选择高度整合的芯片(也称为SoC - 系统单芯片),这些芯片将处理器,内存和各种外设集成在一起,可帮助降低成本,简化硬件设计和扩展性的实现。