嵌入式系統(tǒng)

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嵌入式系統(tǒng)（Embedded system），是一種“完全嵌入受控器件內(nèi)部，為特定應(yīng)用而設(shè)計(jì)的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”，根據(jù)英國(guó)電氣工程師協(xié)會(huì)（ U.K. Institution of Electrical Engineer）的定義，嵌入式系統(tǒng)為控制、監(jiān)視或輔助設(shè)備、機(jī)器或用于工廠運(yùn)作的設(shè)備。與個(gè)人計(jì)算機(jī)這樣的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不同，嵌入式系統(tǒng)通常執(zhí)行的是帶有特定要求的預(yù)先定義的任務(wù)。由于嵌入式系統(tǒng)只針對(duì)一項(xiàng)特殊的任務(wù)，設(shè)計(jì)人員能夠?qū)λM(jìn)行優(yōu)化，減小尺寸降低成本。嵌入式系統(tǒng)通常進(jìn)行大量生產(chǎn)，所以單個(gè)的成本節(jié)約，能夠隨著產(chǎn)量進(jìn)行成百上千的放大。嵌入式系統(tǒng)是用來(lái)控制或者監(jiān)視機(jī)器、裝置、工廠等大規(guī)模設(shè)備的系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)普遍認(rèn)同的嵌入式系統(tǒng)定義為：以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。通常，嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)控制程序存儲(chǔ)在ROM中的嵌

  • 量子計(jì)算沖擊下的嵌入式系統(tǒng)安全：FPGA在后量子密碼學(xué)中的應(yīng)用

    隨著量子計(jì)算技術(shù)的快速發(fā)展，其對(duì)現(xiàn)有加密系統(tǒng)的潛在威脅日益凸顯。傳統(tǒng)的公鑰加密算法，如RSA和ECC，在量子計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大計(jì)算能力面前將變得不堪一擊。因此，開(kāi)發(fā)能夠抵御量子攻擊的后量子密碼學(xué)算法成為當(dāng)務(wù)之急。而在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域，由于資源受限和實(shí)時(shí)性要求高等特點(diǎn)，后量子密碼學(xué)的實(shí)現(xiàn)面臨諸多挑戰(zhàn)。不過(guò)，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）技術(shù)的出現(xiàn)，為嵌入式系統(tǒng)提供了實(shí)現(xiàn)后量子密碼學(xué)的有力支持。

  • 嵌入式系統(tǒng)中的有限狀態(tài)機(jī)（FSM）實(shí)踐：構(gòu)建簡(jiǎn)易C++狀態(tài)機(jī)引擎

    在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，有限狀態(tài)機(jī)（FSM）是一種強(qiáng)大的工具，它能夠幫助開(kāi)發(fā)者以清晰、結(jié)構(gòu)化的方式管理復(fù)雜的狀態(tài)轉(zhuǎn)換邏輯。FSM通過(guò)將系統(tǒng)行為劃分為一系列狀態(tài)和狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試過(guò)程。在第一部分中，我們已經(jīng)探討了FSM的基本概念及其在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用。本文將進(jìn)一步深入，通過(guò)構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)易的C++狀態(tài)機(jī)引擎，展示如何在實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)FSM。

  • 嵌入式系統(tǒng)內(nèi)存優(yōu)化策略：在資源受限環(huán)境中提升性能

    在嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中，內(nèi)存資源的有限性常常成為設(shè)計(jì)者和開(kāi)發(fā)者面臨的主要挑戰(zhàn)。特別是在那些對(duì)成本、功耗和尺寸有著嚴(yán)格要求的應(yīng)用中，如何在有限的內(nèi)存空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效、可靠的代碼運(yùn)行，成為了嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的核心問(wèn)題。本文將深入探討幾種在嵌入式系統(tǒng)內(nèi)存受限環(huán)境中優(yōu)化代碼的有效策略。

  • 嵌入式系統(tǒng)中的中斷管理：概念、優(yōu)先級(jí)設(shè)置、中斷延遲與優(yōu)化

    在嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中，中斷機(jī)制扮演著至關(guān)重要的角色。它允許系統(tǒng)在執(zhí)行正常程序流程時(shí)，響應(yīng)外部或內(nèi)部事件，從而確保系統(tǒng)能夠及時(shí)響應(yīng)并處理緊急事件。本文將深入探討嵌入式系統(tǒng)中中斷的概念、如何在系統(tǒng)中設(shè)置和處理多個(gè)中斷的優(yōu)先級(jí)、中斷延遲的定義以及如何減少中斷延遲。

  • 嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的終極目標(biāo)：從功能實(shí)現(xiàn)到智能互聯(lián)的飛躍

    在科技日新月異的今天，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)深深嵌入到我們的日常生活中，從智能手機(jī)、智能家居到工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備，無(wú)處不在。嵌入式軟件開(kāi)發(fā)作為推動(dòng)這些系統(tǒng)創(chuàng)新與發(fā)展的核心力量，其終極目標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了簡(jiǎn)單的功能實(shí)現(xiàn)，而是向著更高效、更智能、更互聯(lián)的方向發(fā)展。本文將從功能優(yōu)化、能效提升、智能化轉(zhuǎn)型以及互聯(lián)互通四個(gè)維度，探討嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的終極目標(biāo)。

  • 如何查看SoC線程的棧起始地址及大小

    在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和多線程編程中，了解和控制線程的棧使用情況對(duì)于高效的內(nèi)存管理和避免棧溢出至關(guān)重要。SoC（System on Chip，系統(tǒng)級(jí)芯片）中的線程棧管理同樣需要細(xì)致的操作和監(jiān)控。本文將詳細(xì)介紹如何在Linux環(huán)境下查看SoC線程的棧起始地址及大小。

  • 嵌入式系統(tǒng)與FPGA：哪個(gè)更容易上手？

    在電子工程領(lǐng)域，嵌入式系統(tǒng)和FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列）是兩種重要的技術(shù)方向，它們都各有特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，選擇哪個(gè)技術(shù)方向更容易上手，往往取決于個(gè)人的興趣、背景知識(shí)以及學(xué)習(xí)目標(biāo)。本文將從幾個(gè)維度對(duì)嵌入式系統(tǒng)和FPGA進(jìn)行比較，以幫助讀者做出更適合自己的選擇。

  • 面向微控制器的Rust編程語(yǔ)言

    新編程語(yǔ)言的出現(xiàn)通常是為了彌補(bǔ)現(xiàn)有語(yǔ)言的不足，而這些不足通常與性能、易用性或無(wú)法支持新興計(jì)算機(jī)科學(xué)概念有關(guān)。在嵌入式電子領(lǐng)域，特別是圍繞微控制器的領(lǐng)域，Rust編程語(yǔ)言的出現(xiàn)主要是為了彌補(bǔ)幾十年來(lái)在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域一直穩(wěn)居主導(dǎo)地位的C語(yǔ)言的諸多缺陷。

  • 嵌入式系統(tǒng)中程序代碼的運(yùn)行位置：FLASH與RAM的抉擇

    在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域，程序代碼的運(yùn)行位置是一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題。傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為，程序代碼必須從FLASH存儲(chǔ)器搬到RAM中運(yùn)行，以提高執(zhí)行速度和效率。然而，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，這一觀念正在受到挑戰(zhàn)。本文將深入探討嵌入式系統(tǒng)中程序代碼的運(yùn)行位置問(wèn)題，分析FLASH與RAM的優(yōu)缺點(diǎn)，以及在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的選擇策略。

  • 嵌入式系統(tǒng)中的程序代碼運(yùn)行位置問(wèn)題及選擇策略

    嵌入式系統(tǒng)中的程序代碼運(yùn)行位置問(wèn)題，主要涉及到程序代碼是存儲(chǔ)在FLASH中直接運(yùn)行，還是需要被復(fù)制到RAM中運(yùn)行。這個(gè)問(wèn)題涉及到多個(gè)方面的考量，包括系統(tǒng)性能、成本、功耗以及可靠性等。以下是對(duì)這一問(wèn)題的詳細(xì)分析：

  • RTOS實(shí)時(shí)性影響因素深度解析

    實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）在嵌入式系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色，尤其在需要高實(shí)時(shí)性、可靠性和穩(wěn)定性的應(yīng)用場(chǎng)景中，如汽車(chē)電子、工業(yè)自動(dòng)化、航空航天等。RTOS通過(guò)提供實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度、中斷處理、通信與同步機(jī)制等功能，確保系統(tǒng)能夠及時(shí)響應(yīng)外部事件，滿足實(shí)時(shí)性要求。然而，RTOS的實(shí)時(shí)性受到多種因素的影響，本文將深入探討這些因素，并分析其對(duì)RTOS性能的影響。

  • STM32 IAP升級(jí)中的退出機(jī)制探討

    在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，特別是在基于STM32微控制器的項(xiàng)目中，IAP（In-Application Programming）技術(shù)為固件更新和升級(jí)提供了極大的便利。IAP允許在設(shè)備運(yùn)行期間，通過(guò)某種通信接口（如USB、串口等）對(duì)設(shè)備的閃存進(jìn)行編程，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程更新或修復(fù)。然而，在實(shí)現(xiàn)IAP功能時(shí)，一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題是如何優(yōu)雅地從IAP模式退出并跳轉(zhuǎn)到業(yè)務(wù)APP。本文將深入探討STM32 IAP升級(jí)中的退出機(jī)制，并解釋為何這一過(guò)程實(shí)際上是“轉(zhuǎn)移控制權(quán)”而非簡(jiǎn)單的退出循環(huán)。

  • Intel Atom 處理器的 EPC-U2217 嵌入式系統(tǒng)介紹

    當(dāng)我們以為工廠產(chǎn)線上還都是低技術(shù)的勞動(dòng)者手動(dòng)檢測(cè)產(chǎn)品外觀、印刷錯(cuò)誤和產(chǎn)品標(biāo)簽尺寸，每天996地在生產(chǎn)線上當(dāng)螺絲釘。

  • STM32 MPU是什么產(chǎn)品？了解嵌入式系統(tǒng)中微處理器的新變化

    微控制器 (MCU)和微處理器(MPU)有哪些不同之處？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，兩者都是嵌入式系統(tǒng)的大腦。幾年前，兩者之間有非常明顯的區(qū)別，功能截然不同，對(duì)開(kāi)發(fā)者的研發(fā)技能要求也大不相同。如今，這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)仍然存在，但創(chuàng)新使得兩者之間的分界線日趨模糊。以前只用 MCU 的系統(tǒng)集成商現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，用MPU更容易，ST也注意到了這一點(diǎn)。微處理器已經(jīng)成為某些開(kāi)發(fā)者手中的秘密武器，借助其原生的功能或運(yùn)行嵌入式 Linux 的能力，他們能夠開(kāi)發(fā)新的應(yīng)用或進(jìn)入新的市場(chǎng)。因此，讓我們一起深入研究一下這個(gè)新趨勢(shì)。

  • 多核異構(gòu)模式下有管理的共享內(nèi)存設(shè)計(jì)方法

    隨著嵌入式系統(tǒng)、高性能計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，多核異構(gòu)處理器已經(jīng)成為當(dāng)前計(jì)算平臺(tái)的重要組成部分。多核異構(gòu)處理器通過(guò)集成多種類(lèi)型的處理器核心（如高性能CPU核心、GPU核心、NPU核心等），能夠同時(shí)滿足高性能計(jì)算和節(jié)能降耗的需求。然而，多核異構(gòu)處理器的設(shè)計(jì)也帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，尤其是在內(nèi)存管理和數(shù)據(jù)同步方面。本文將探討多核異構(gòu)模式下有管理的共享內(nèi)存設(shè)計(jì)方法，以實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)交換和同步，提升系統(tǒng)整體性能。

  • X-CUBE-STL：支持更多STM32， 揭開(kāi)功能安全的神秘面紗

    X-CUBE-STL?目前支持 ?STM32MP1、STM32U5、STM32L5、STM32H5和?STM32WL。實(shí)際上，這個(gè)最大的通用微控制器產(chǎn)品家族還在不斷擴(kuò)大，將會(huì)有更多的產(chǎn)品支持SIL2和SIL3系統(tǒng)。客戶的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)可以在ST最新的產(chǎn)品上開(kāi)發(fā)滿足 IEC 61508、ISO 13849 和 IEC 61800 等要求?的應(yīng)用。此外，在ST網(wǎng)站的功能安全網(wǎng)頁(yè)上，開(kāi)發(fā)者很容易找到各種資源，輕松快速通過(guò)工業(yè)或家電安全認(rèn)證。網(wǎng)頁(yè)上還列出了ST 授權(quán)合作伙伴以及他們提供的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、開(kāi)發(fā)工具、工程服務(wù)和培訓(xùn)課程，確?？蛻魣F(tuán)隊(duì)能夠完成從概念驗(yàn)證到商品的市場(chǎng)轉(zhuǎn)化。

  • FPGA實(shí)現(xiàn)串口升級(jí)及MultiBoot：BPI FLASH相關(guān)實(shí)例演示

    在現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，F(xiàn)PGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列）的靈活性和可重構(gòu)性使其成為許多應(yīng)用的理想選擇。而在FPGA的開(kāi)發(fā)和部署過(guò)程中，如何實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程升級(jí)和故障恢復(fù)成為了一個(gè)重要議題。本文將詳細(xì)探討如何通過(guò)BPI FLASH實(shí)現(xiàn)FPGA的串口升級(jí)及MultiBoot功能，并提供一個(gè)實(shí)例演示。

  • MicroBlaze最小系統(tǒng)搭建及程序固化

    在現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，Xilinx的Vivado工具鏈以其強(qiáng)大的功能和靈活性，成為了FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列）開(kāi)發(fā)的首選平臺(tái)。其中，MicroBlaze作為一款基于FPGA的32位軟核處理器，以其高性能和低功耗的特點(diǎn)，在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中扮演著重要角色。本文將深入探討如何在Vivado環(huán)境中搭建MicroBlaze最小系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)程序的固化。

  • Zephyr RTOS入門(mén)，強(qiáng)大的嵌入式架構(gòu)

    在當(dāng)今的物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）扮演著至關(guān)重要的角色。Zephyr RTOS，作為一個(gè)開(kāi)源、小型、可縮放且多體系架構(gòu)的RTOS，近年來(lái)因其高效、靈活和安全的特點(diǎn)，逐漸成為開(kāi)發(fā)者的首選之一。本文將帶您走進(jìn)Zephyr RTOS的世界，了解其復(fù)雜但強(qiáng)大的特性，并通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的示例代碼，幫助您快速入門(mén)。

  • 盤(pán)點(diǎn)在嵌入式軟件開(kāi)發(fā)中常見(jiàn)的挑戰(zhàn)和難點(diǎn)

    在嵌入式軟件開(kāi)發(fā)中，常見(jiàn)的挑戰(zhàn)和難點(diǎn)主要包括資源限制、實(shí)時(shí)性要求、跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性等多個(gè)方面。其中，資源限制表現(xiàn)為嵌入式設(shè)備通常具有較小的內(nèi)存、有限的存儲(chǔ)空間以及較為有限的處理能力，這對(duì)軟件開(kāi)發(fā)提出了更高的要求。

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