嵌入式系统 - 概述
系统
系统是一种安排，其中所有单元按照一组规则组装在一起工作。它也可以被定义为一种根据固定计划工作、组织或完成一项或多项任务的方式。例如，手表是一种时间显示系统。它的组件遵循一组规则来显示时间。如果其中一个部件出现故障，手表就会停止工作。所以我们可以说，在一个系统中，它的所有子组件都是相互依赖的。
嵌入式系统
顾名思义，嵌入式意味着某种东西附加到另一个东西上。嵌入式系统可以被认为是嵌入了软件的计算机硬件系统。嵌入式系统可以是一个独立的系统，也可以是一个大系统的一部分。嵌入式系统是基于微控制器或微处理器的系统，旨在执行特定任务。例如，火灾报警器是一个嵌入式系统；它只会感觉到烟雾。
嵌入式系统具有三个组件 -
它有硬件。
它有应用软件。
它具有实时操作系统（RTOS），用于监督应用程序软件并提供机制，让处理器通过遵循控制延迟的计划来按照调度运行进程。RTOS 定义了系统的工作方式。它设定应用程序执行期间的规则。小型嵌入式系统可能没有 RTOS。
因此，我们可以将嵌入式系统定义为基于微控制器的、软件驱动的、可靠的实时控制系统。
嵌入式系统的特点
单功能- 嵌入式系统通常执行专门的操作并重复执行相同的操作。例如：寻呼机始终充当寻呼机。
严格约束- 所有计算系统都对设计指标有限制，但嵌入式系统上的设计指标可能特别严格。设计指标是对实现功能（例如成本、尺寸、功耗和性能）的衡量。它的尺寸必须适合单个芯片，必须足够快地执行数据以实时处理数据，并且消耗最小的功耗以延长电池寿命。
反应性和实时性- 许多嵌入式系统必须不断地对系统环境的变化做出反应，并且必须实时计算某些结果，没有任何延迟。考虑一个汽车巡航控制器的例子；它持续监控速度和制动传感器并对其做出反应。它必须在有限的时间内重复计算加速度或减加速度；延迟计算可能会导致无法控制汽车。
基于微处理器- 它必须是基于微处理器或微控制器。
内存- 它必须有一个内存，因为它的软件通常嵌入在 ROM 中。它不需要计算机中的任何辅助存储器。
连接- 它必须连接外围设备才能连接输入和输出设备。
硬件-软件系统- 软件用于提供更多功能和灵活性。硬件用于性能和安全性。
优点
- 轻松定制
- 低功耗
- 低成本
- 增强性能
缺点
- 高开发投入
- 更长的上市时间
嵌入式系统的基本结构
下图显示了嵌入式系统的基本结构 -
传感器- 它测量物理量并将其转换为可由观察者或任何电子仪器（如 A2D 转换器）读取的电信号。传感器将测量的数量存储到存储器中。
AD转换器- 模数转换器将传感器发送的模拟信号转换为数字信号。
处理器和 ASIC - 处理器处理数据以测量输出并将其存储到内存中。
DA 转换器- 数模转换器将处理器馈送的数字数据转换为模拟数据
执行器- 执行器将 DA 转换器给出的输出与存储在其中的实际（预期）输出进行比较，并存储批准的输出。