本文深入探讨了嵌入式系统的概念、硬件平台、处理器、操作系统以及开发模式。特别介绍了基于ARM的嵌入式处理器和Linux在嵌入式系统中的应用，强调了Linux在实时性、开发环境和操作系统组件等方面的特点。同时，详细阐述了嵌入式系统硬件平台的组成，包括内存、存储设备、输入输出设备以及调试接口JTAG。最后，讨论了Linux开发环境，包括命令、编译工具链、内核配置以及根文件系统。
目录
嵌入式系统概述
第一节 嵌入式系统概念
嵌入式系统一般定义：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统
嵌入式系统的组成：像一般的计算机系统包括软件和硬件一样，嵌入式系统是由嵌入式硬件（包括存储器、嵌入式处理器、输入输出接口）和嵌入式软件（包括嵌入式操作系统、应用程序）组成
嵌入式系统的特点：1.适应不同的应用场合，个性化很强，软件一般要针对硬件进行移植，追求的是专用而不是通用，这也是嵌入式系统开发周期较长的根本原因；2.一般工作在资源有限的环境中，对功耗、体积等都有着特定的要求，其功能的设计及实现一般不会太复杂；3.应用场合多种多样，功能纷繁复杂，无法按照某一标准定制；4.通常有各自专门的开发工具和环境；5.应用软件很多时候会和操作系统结合在一起，对代码质量和效率要求很高；6.使用嵌入式操作系统，而嵌入式操作系统通常要求内核小、可裁剪、多任务，一些应用场合还对可靠性实时性有着极高的要求
第二节 嵌入式系统与台式计算机
硬件平台比较
| 名称 | 嵌入式系统 | 台式计算机 |
| CPU | ARM等嵌入式处理器 | Intel,AMD 的X86处理器 |
| 内存 | SDRAM芯片 | 内存条 |
| 存储设备 | Flash/eMMC芯片 | 硬盘或固态盘 |
| 输入设备 | 按键，触摸屏 | 鼠标，键盘 |
| 输出设备 | 通常为LCD | 显示器 |
| 声音设备 | 音频芯片 | 声卡 |
| 接口 | MAX3232等芯片 | 主板集成 |
| 其它设备 | USB及网络等芯片 | 主板集成或外接卡 |
软件平台比较
| 名称 | 嵌入式系统 | 台式计算机 |
| 引导代码 | Bootloader引导， 针对电路移植 | 主板的BIOS引导，无须改动 |
| 操作系统 | Linux,WinCE,VxWorks等， 需要移植 | 一般为Windows， 不需要移植 |
| 驱动程序 | 每个设备驱动程序都必须针对电路板进行重新开发或移植，一般不能直接下载使用 | 操作系统含有大多数驱动程序， 或从网上下载直 接使用 |
| 协议栈 | 需要移植 | 操作系统或第三方提供 |
| 开发环境 | 借助主机进行交叉编译 | 在本机就可开发调试 |
| 仿真器 | 通常需要 | 不需要 |
第三节 嵌入式系统与单片机
嵌入式系统的定义中没有必须使用操作系统的明确要求，这使得一种特殊的计算机系统被独立出来，即应用软件直接运行在硬件之上的不使用操作系统的单片机系统。3种传统单片机：51系列单片机、PIC系列单片机、AVR系列单片机
硬件平台比较
| 名称 | 嵌入式系统 | 单片机 |
| 硬件平台 | 厂家提供通用的硬件平台 | 自己设计制作硬件平台 |
| 硬件设计 | 以硬件平台为基础裁剪和扩展 | 重新设计 |
| CPU | 一般为32位 | 多为8位和16位 |
| MMU(内存管理单元) | 支持 | 不支持 |
| 功能 | 能够实现复杂功能 | 难于实现复杂功能 |
| 开发人员 | 主要为计算机专业人员 | 硬件设计人员 |
| 仿真器 | 通常初始化需要，以后可不用 | 全程使用 |
| 仿真头 | 不需要 | 需要 |
软件平台比较
| 名称 | 嵌入式系统 | 单片机 |
| 开发平台 | 主机上相匹配的操作系统 | 主机上的仿真软件 |
| 功能 | 相对复杂 | 通常比较简单 |
| 运行环境 | 嵌入式操作系统 | 直接运行在硬件上 |
| 编程语言 | C、JAVA及框架 | C、汇编 |
| 协议支持 | 嵌入式操作系统提供，如USB协议和网络协议，移植后使用 | 自己实现 |
| 驱动程序 | 操作系统提供大部分驱动 | 自己实现 |
| 调试 | 交叉编译，操作系统环境调试 | 专门的仿真软件在线调试 |
嵌入式处理器
第一节 从传统处理器到片上系统
基于IP核的片上系统（SoC）：IP Core(知识产权核 Intellectual Property Core)，分为软核（以硬件描述语言编写的程序形式提供给用户）和硬核（以硬件原理图与板图的形式提供给用户）；SoC是一种基于IP核的嵌入式系统设计技术，一个MPU或DSP核心与其它功能模块在处理器芯片内部形成系统，构成SoC处理器
第二节 嵌入式处理器之ARM
ARM7/9/11系列处理器是传统的ARM处理器，ARM7通常没有MMU，适用于低端应用，ARM11带有多媒体支持，适用于高端应用，ARM9介于二者之间；定位高端的ARM Cortex-A系列用于高性能的开发应用平台，面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用，特点是具有mmu和cache，高频，高性能，高功耗；定位低端的ARM Cortex-M系列用于单片机风格系统，是针对低功耗的微控制器，特点是没有任何ram等记忆硬件，低能，低耗，目前正逐步取代传统单片机
ARM：一个公司的名字；一类微处理器的通称；一种技术的名字
ARM处理器特性:含有Java加速器Jazelle；支持DSP指令；可提供SIMD功能;支持16位指令集Thumb
第三节 嵌入式处理器与X86
在嵌入式系统中可以直接使用x86计算机的部分或全部硬件
比较
| 比较点 | 嵌入式处理器 | X86 |
| 应用 | 特定应用 | 家用PC、笔记本、服务器 |
| 组成 | ALU、MMU、片内Cache， 集成网卡、USB等控制器 | ALU、MMU、片内Cache， 片内资源有限，其他功能需 要扩展 |
| 指令系统 | RISC | CISC |
| I/O编址方式 | 统一编址 | 独立编址 |
| 系统存储 | Flash/eMMC，启动后全部加载 | 硬盘，需要时调入内存 |
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