嵌入式系统入门：处理器、操作系统与选型策略

嵌入式系统是现代信息技术的重要组成部分，它将计算机技术与硬件紧密集成在特定应用环境中，实现了高效、低成本的实时控制和数据处理。第2章深入探讨了嵌入式系统的基本知识，包括嵌入式微处理器、嵌入式操作系统、系统选型原则以及开发平台。 首先，嵌入式微处理器是核心组件，它们根据应用需求有不同的类型。微控制器（如MCU），如8051系列，设计用于简单的控制任务，一旦通电即可执行。相比之下，台式电脑处理器（如x86架构）侧重于通用计算，拥有全面的功能但体积大、功耗高；而微处理器（如x86架构中的Pentium）则提供更多的外围接口。数字信号处理器（DSP）专用于信号处理任务，而可编程片上系统（SOC）则集成多种功能于单一芯片上，实现高度集成。 在嵌入式微处理器的选择上，x86架构以其良好的性价比、丰富的软件资源和成熟的开发平台受到青睐，特别适合工业控制领域。然而，其体积大、功耗高的特性限制了在便携或低功耗设备上的应用。Motorola的处理器如68k和PPC系列，拥有完备的开发工具和强大的技术支持，适用于高端通信市场，但开发成本较高，不适用于对价格敏感的民用市场。 ARM架构的嵌入式微处理器是当前市场上的热门选择，尤其是ARM公司提供的内核，如ARM7/TDMI720T、ARM9和ARM10系列，由于其低功耗、低成本和广泛的合作伙伴，使其在消费电子和物联网领域占据主导地位。例如，NetSilicon公司的ARM+NET系列芯片专注于设备上网解决方案，Samsung和摩托罗拉的产品也采用了ARM架构，以适应不断增长的网络和移动设备需求。 嵌入式操作系统则是运行在这些处理器上的管理软件，它负责管理和协调硬件资源，为应用程序提供环境。操作系统的选择通常取决于系统的实时性要求、内存限制和可用资源。常用的嵌入式操作系统有RTOS（实时操作系统）如VxWorks、FreeRTOS，以及Linux的嵌入版如Android和Yocto Project。 最后，嵌入式系统的选型原则需要考虑性能、功耗、成本、可靠性、易用性和扩展性等因素，以确保系统满足特定应用场景的需求。开发平台的选择包括硬件开发板、软件开发工具链和集成开发环境（IDE），以及可能的社区支持和生态系统。 总结来说，第2章深入讲解了嵌入式系统的关键元素，通过对比不同类型的处理器及其优缺点，帮助读者理解如何根据实际需求选择合适的嵌入式微处理器和操作系统，并为后续的系统设计和开发提供了坚实的基础。