嵌入式与单片机之间的关系是什么?

2022-12-15 0 859

很大有许多人都听闻过嵌入式和电脑控制系统,但在刚开始碰触时,不晓得我们是不是听闻过PDP是电脑控制系统这种的讲法,只不过PDP和电脑控制系统却是有差别的。电脑控制系统与PDP究竟有甚么亲密关系?

上面他们就而言说PDP和电脑控制系统间的联络和差别吧。

01 

甚么是电脑控制系统?

具体而言,他们来介绍呵呵究竟甚么是电脑控制系统

PDP控制系统的核心理念是PDPCPU。PDPCPU通常能分成下列三种类别:

PDP中央处理器MCU(Micro Control Unit)

PDPDSPCPU(Digital Signal Processor)

PDP微CPUMPU(Micro Processor Unit)

PDPKMH控制系统SoC(System on Chip)

电子电路KMH控制系统SoPC(System on a Programmable Chip)

嵌入式与单片机之间的关系是什么?

他们的电脑控制系统归属于PDP中央处理器MCU(Micro Control Unit)

MCU外部软件系统ROM/RAM、汇流排方法论、间歇/计时器、看门狗、I/O、串口、A/D、D/A、FLASH等。典型代表如8051、8096、C8051F等。

电脑控制系统是在一个芯片(Chip)上软件系统了CPU、SRAM、Flash及其他需要模块,在一个Chip上实现一个微型计算机控制系统,所以就叫Single Chip Microcomputer,也是电脑控制系统了。

它只不过是一种软件系统电路芯片,是通过超大规模软件系统电路技术,将CPU、RAM、ROM、输入输出和中断控制系统、间歇器/计时器等功能,塞进一块硅KMH,变成一个超小型的计算机。

这么说来,电脑控制系统不是一个PDP控制系统?

别急,他们往下看。

“电脑控制系统”只不过是一种古老的叫法。在那个年代半导体工艺还在起步阶段,软件系统能力很差,往往是CPU一个芯片,SRAM一个芯片,Flash一个芯片,需要中断的话又得有个专门处理中断的芯片,所以一个完整可用的计算机控制系统是许多个芯片(Chip)做在一个PCB板上构成的。

不同的功能无法做进一个芯片(Chip),所以会有多片机。现在半导体技术早已非常发达,所以不存在多片机。但是,“电脑控制系统”的叫法却一直延用至今。

电脑控制系统技术从上世纪70年代末诞生,早期的时候是4位,后来发展为8位,16位,32位。它真正崛起,是在8位时代。8位电脑控制系统功能很强,被广泛应用于工业控制、仪器仪表、家电汽车等领域。

他们在研究电脑控制系统的时候,经常会听到一个词——51电脑控制系统。让他们来介绍呵呵它究竟是甚么。

51电脑控制系统,只不过是一系列电脑控制系统的统称。该系列电脑控制系统,兼容Intel 8031指令控制系统。它们的始祖,是Intel(英特尔)的8004电脑控制系统。

注意,51电脑控制系统并不全是英特尔公司产品。包括ATMEL(艾德梅尔)、Philips(飞利浦)、华邦Dallas(达拉斯)、Siemens(西门子)、STC(国产宏晶等公司,也有许多产品归属于51电脑控制系统系列。

ATMEL公司的51电脑控制系统,AT89C51这是一个51电脑控制系统的开发板,中间那个芯片才是51电脑控制系统

51电脑控制系统曾经在很长时间里都是市面上最主流、应用最广泛的电脑控制系统,占据大量的市场份额。

51电脑控制系统只不过放在现在毫无技术优势,是一种很老的技术。之所以它的生命力顽强,除了它曾经很流行之外,还有一个原因,是英特尔公司彻底开放了51内核的版权。

所以,无论任何单位或个人,都能毫无顾忌地使用51电脑控制系统,不用付费,也不用担心版权风险,所以许多学校也都在用这个。

此外,51电脑控制系统拥有雄厚的存量基础和群众基础。许多老项目都是用的51电脑控制系统,出于成本的考虑,有时候只能继续沿用51电脑控制系统的技术进行升级。

而且,许多老一辈的工程师,都精通51电脑控制系统开发技术。

所以,51电脑控制系统的生命力得以不断延续。

02

甚么是PDP?

PDP控制系统是一种专用的计算机控制系统,作为装置或设备的一部分。通常,PDP控制系统是一个控制程序存储在ROM中的PDPCPU控制板。

事实上,所有带有数字接口的设备,如手表、微波炉、录像机、汽车等,都使用PDP控制系统,有些PDP控制系统还包含操作控制系统,但大多数PDP控制系统都是由单个程序实现整个控制方法论。

从应用对象上加以定义,PDP控制系统是软件和硬件的综合体,还能涵盖机械等附属装置。国内普遍认同的PDP控制系统定义为:

以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,适应应用控制系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机控制系统。

PDP控制系统具体应用于哪些“专用”方向呢?

举例如下:

办公自动化:打印机,复印机、传真机

军事及航天类产品:无人机、雷达、作战机器人

家电类产品:数字电视、扫地机器人、智能家电

医疗电子类产品:生化分析仪血液分析仪、CT

汽车电子类产品:引擎控制、安全控制系统、汽车导航与娱乐控制系统

网络通信类产品:通信类交换设备、网络设备 (交换机、路由器、网络安全)

通信与娱乐:手机、数码相机、音乐播放器、可穿戴电子产品、PSP游戏机

工业控制类产品:工控机交互式终端 (POS、ATM)、安全监控、数据采集与传输、仪器仪表

上述这些领域,都使用了PDP控制系统。这还只是冰山一角。

能说,PDP控制系统完完全全地融入了他们,时刻影响着他们的工作和生活。

PDP控制系统,既然是一个计算机控制系统,那么肯定离不开硬件和软件。

一个PDP控制系统的典型架构如下:

嵌入式与单片机之间的关系是什么?

这里最重要的是PDP操作控制系统和PDP微CPU。

从硬件角度来看,PDP控制系统是以CPU(CPU)为核心理念,依靠汇流排(Bus)进行连接的多模块控制系统:

嵌入式与单片机之间的关系是什么?

只不过我们不难看出和个人PC是一样的方式。

电脑控制系统是有清晰定义的,是单个片(chip)上的计算机控制系统。而不同的电脑控制系统虽然配置不同,性能不同,厂家不同,甚至指令集和开发方式不同,但是都是在一个KMH的完整的计算机控制系统,这个定义不会错。

而PDP是个不清晰的定义了,并没有非常明确的关于“PDP”这个词的定义。他也不像电脑控制系统一样,是个确定的“物”的名字。

03 

电脑控制系统是不是PDP?

那么电脑控制系统究竟是不是PDP呢?

简单而言:是。

因为许多嵌入式产品中被嵌入的计算机控制系统是电脑控制系统,譬如空调中嵌入的控制板只不过核心理念是个电脑控制系统。实际上大部分家电产品中嵌入的计算机控制系统都是电脑控制系统。

因为电脑控制系统足够简单便宜而且够用,所以使用电脑控制系统是最划算最适合的。

而电脑控制系统现在出货量最大的领域也是家电产品了,当然未来IOT类的应用会越来越多,会成为电脑控制系统的很大的增量市场。

04 

广义和狭义的PDP

PDP这个概念实际上很泛化,现在讲PDP这个词的人,可能想表达的意思并不相同。咱们上面讲的PDP的概念是PDP本来的定义,也是所谓广义上的PDP。

而狭义的PDP,只不过是“PDPlinux控制系统”的简称。

这种狭义的PDP最初指的是运行了linux控制系统的PDP计算机控制系统。后来也包括运行了和linux同级别的其他PDP控制系统(譬如WinCE、Vxworks、Android等)的计算机。

看过上面的介绍之后你就晓得究竟电脑控制系统是不是PDP了,只不过这两者间的联络有很深,总之,不管你是准备学习PDP或是电脑控制系统,都要自己想好了再做决定。

05 

PDP和电脑控制系统的差别

说到这里,他们来看看,PDP和电脑控制系统的差别究竟是甚么。

从前文的介绍来看,PDP控制系统是一个大类,电脑控制系统是其中一个重要的子类。嵌式控制系统像是一个完整的计算机,而电脑控制系统更像是一个没有外设的计算机。

以前电脑控制系统包括的东西并不算多,两者的硬件差别较为明显。

但是,随着半导体技术的突飞猛进,现在各种硬件功能都能被做进电脑控制系统之中。所以,嵌入式控制系统和电脑控制系统间的硬件差别越来越小,分界线也越来越模糊。

于是,人们倾向于在软件上进行区分。

从软件上,行业里经常把芯片中不带MMU(memory management unit,内存管理单元)从而不支持虚拟地址,只能裸奔或运行RTOS(实时操作控制系统,例如ucos、华为LiteOS、RT-Thread、freertos等)的system,叫做电脑控制系统(如STM32、NXP LPC系列、NXP imxRT1052系列等)。

同时,把芯片自带MMU能支持虚拟地址,能够跑Linux、Vxworks、WinCE、Android这种的“高级”操作控制系统的system,叫做PDP。

在某些时候,电脑控制系统本身已经足够强大,能作为PDP控制系统使用。它的成本更低,开发和维护的难度相对较小,尤其是针对一些针对性更强的应用。而PDP控制系统理论上性能更强,应用更广泛,但复杂度高,开发难度大。

06 

他们为甚么要学习PDP和电脑控制系统

今天我也只是给我们简单地介绍了呵呵电脑控制系统和PDP以及他们间的亲密关系和差别,虽然PDP控制系统已经有30多年的历史,但只不过一直隐藏在背后的,自从物联网上升为国家战略后,PDP控制系统也渐渐从后台走到前台。

PDP和电脑控制系统并不是纯“硬件”类方向。如果你想学好PDP和电脑控制系统,只懂数字电路和微机接口这种的硬件知识是不够的,你更需要学习的,是汇编、C/C++语言、数据结构和算法知识。拥有软硬结合的能力,远远比单纯掌握某种程序开发语言更有价值。

其次,PDP和电脑控制系统拥有广泛的应用场景,在各个领域都有项目需求和人才需求。而且他们国家现在正在大力发展芯片产业,也会带动PDP人才的就业,提升待遇。

随着5G建设的深入,整个社会正在向“万物互联”的方向变革。

物联网技术也将迎来前所未有的历史机遇。PDP和电脑控制系统技术是物联网技术的重要组成部分,也将进入快速发展的时代。

技术越难,过程越苦,越有利于构建竞争壁垒。大学里许多同学都热衷于学习各种编程语言,往往忽视了这一块,能说在PDP开发这一块的人才他们国家却是比较欠缺的。因此,我觉得我们非常值得投入时间去学习PDP开发的技能。

作者:华为云开发者社区

链接:https://www.zhihu.com/question/315310041/answer/2179945564

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19年三本毕业,做了三年的PDP软件。

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