嵌入式系统

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嵌入式系统(Embedded system),是一种“完全嵌入受控器件内部,为特定应用而设计的专用计算机系统”,根据英国电气工程师协会( U.K. Institution of Electrical Engineer)的定义,嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。与个人计算机这样的通用计算机系统不同,嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务,设计人员能够对它进行优化,减小尺寸降低成本。嵌入式系统通常进行大量生产,所以单个的成本节约,能够随着产量进行成百上千的放大。嵌入式系统是用来控制或者监视机器、装置、工厂等大规模设备的系统。国内普遍认同的嵌入式系统定义为: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系统。通常,嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌
  • 利用与硬件无关的方法简化嵌入式系统设计:基本知识

    本文将演示一种加速嵌入式系统设计原型阶段的方法,说明如何将与硬件无关的驱动程序和传感器结合使用,简化整个嵌入式系统的器件选择。同时还将介绍嵌入式系统的器件、典型软件结构以及驱动程序的实现。后续文章“利用与硬件无关的方法简化嵌入式系统设计:驱动程序实现”将进一步探讨执行过程。

  • 嵌入式软件开发的三个趋势

    智能时代的嵌入式系统离不开高性能、高效的软件和先进的软件开发方式。本文介绍了近期嵌入式软件开发的三个趋势:1)边缘计算作为一种在本地处理和分析数据的方式正在快速发展,边缘计算与人工智能的结合正将智能计算从以云为中心的模型中转移出来;2) 虚拟化技术是今天高算力多核处理器计算系统采用的全新解决方案,容器技术则可通过简化嵌入式软件开发、部署和维护来助力复杂嵌入式系统的管理;3) DevOps的概念和实践正在逐步渗透进入嵌入式软件开发中,助力加快软件交付速度,提高应用程序质量和稳定性。

  • 嵌入式系统中触摸屏校准算法的研究与实现

    随着嵌入式系统的广泛应用,触摸屏作为人机交互的重要界面,其准确性和稳定性显得尤为重要。然而,由于生产工艺、材料特性以及长期使用中的磨损等因素,触摸屏往往会出现定位偏差,这就需要通过校准算法来纠正这些误差。本文将深入探讨触摸屏校准算法的原理和实现,包括线性变换、非线性误差校正以及实际应用中的性能评估,并提供相应的代码示例。

  • 嵌入式系统中的AES加密算法实现与安全性分析

    在嵌入式系统领域,数据安全是至关重要的。随着物联网(IoT)设备的普及,数据在传输和存储过程中的安全性成为开发者关注的焦点。AES(Advanced Encryption Standard,高级加密标准)作为一种对称加密算法,因其高效、安全和灵活性而被广泛应用于嵌入式系统中。本文将介绍AES加密算法在嵌入式系统中的实现方法,分析其安全性,并提供实际的代码示例和测试方法。

  • 嵌入式系统中电源管理IC的编程与调试

    在嵌入式系统设计中,电源管理是一个至关重要的环节。它不仅影响系统的能耗,还直接关系到设备的续航能力和整体性能。电源管理集成电路(PMIC)作为电源管理的核心,负责监控和控制系统的电源状态,提供多种电源输出,包括稳压、降压、升压和电池充电等功能。本文将详细介绍电源管理IC在嵌入式系统中的应用,包括编程方法、调试技巧和故障排查步骤,并提供相关代码示例。

  • 嵌入式系统中的UART通信协议实现与调试

    UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用异步收发传输器)通信协议是嵌入式系统中广泛应用的通信协议之一。它以其简单、可靠和灵活的特性,成为连接微控制器、传感器、外设以及计算机之间的桥梁。本文将详细介绍UART通信协议在嵌入式系统中的实现方法,包括硬件配置、软件编程和调试技巧。

  • 嵌入式系统中的Flash存储器读写优化策略

    在嵌入式系统中,Flash存储器作为一种非易失性存储介质,扮演着存储固件、配置信息和用户数据等重要角色。然而,Flash存储器的读写性能直接影响系统的响应速度和处理能力。因此,优化Flash存储器的读写性能对于提升嵌入式系统的整体表现至关重要。本文将深入分析Flash存储器在嵌入式系统中的读写性能优化策略,涵盖数据布局、擦除策略以及读写速度的提升等方面,并结合具体代码示例进行说明。

  • 嵌入式系统中高性能处理器选型指南

    嵌入式系统广泛应用于智能家居、汽车电子、医疗设备、航空航天等多个领域,而高性能处理器作为嵌入式系统的核心部件,其选型直接关系到系统的整体性能和成本效益。以下是一份详细的嵌入式系统中高性能处理器选型指南,旨在帮助开发者根据具体需求选择最合适的处理器。

  • 实时性保障设计:多级中断系统与任务调度优化

    在现代嵌入式系统中,实时性保障是确保系统稳定运行和高效处理任务的关键。特别是在涉及硬实时任务(如DMA传输)时,合理设计多级中断系统和任务调度方案至关重要。本文将探讨如何使用ARM Cortex-M的NVIC优先级分组机制确保关键硬实时任务,并讨论在DMA传输超时情况下如何重构系统时序,最后给出一个带抢占阈权的任务调度方案示例。

  • 死锁问题终极追踪:基于指令跟踪单元(ETM)的非侵入式追踪方案

    在复杂的嵌入式系统和实时操作系统中,死锁问题常常因为其难以预测和复现的特性,成为开发人员的一大难题。特别是当系统出现随机死锁时,传统的调试方法往往难以迅速定位问题所在。为此,设计一种基于指令跟踪单元(ETM)的非侵入式追踪方案,可以在不影响系统实时性的前提下,有效地捕获死锁事件,并解析追踪数据以定位资源竞争点。

  • 新建CANoe工程的全面指南与实战代码示例

    在汽车电子和嵌入式系统开发领域,CANoe(由Vector Informatik GmbH开发的专业CAN/LIN/FlexRay/Ethernet网络仿真和测试工具)扮演着至关重要的角色。它不仅能够帮助工程师模拟复杂的网络通信环境,还能进行故障注入、数据分析和网络优化等工作。本文将详细介绍如何新建一个CANoe工程,并通过代码示例展示如何配置和使用该工程。

  • 解决STM32待机模式无法下载程序问题的深度探讨

    在现代嵌入式系统开发中,STM32系列微控制器因其高性能、低功耗和丰富的外设资源而广受欢迎。然而,开发者在使用STM32时可能会遇到一个问题:当微控制器进入待机模式后,无法通过调试接口(如SWD或JTAG)下载程序。这一问题不仅影响了开发效率,还可能阻碍项目的正常进度。本文将深入探讨STM32待机模式无法下载程序的原因,并提供一系列解决方案。

  • 嵌入式硬件设计出错:挑战、教训与解决方案

    在嵌入式系统开发的广阔领域中,硬件设计无疑是基石。然而,即使是经验最丰富的硬件工程师,也难免会遇到设计出错的情况。这种体验往往伴随着压力、挑战,但也孕育着成长和宝贵的教训。本文将深入探讨嵌入式硬件设计出错时的体验,分析常见错误类型,分享一些实用的解决方案,并附上相关代码示例。

  • 深度解析编程C语言中的嵌入式系统编程

    嵌入式系统编程是一种将硬件和软件相结合的领域,它涉及到在特定的嵌入式设备上开发和运行程序。嵌入式系统通常是专门设计用来执行特定功能的电子设备,例如汽车中的车载娱乐系统、智能家居设备、医疗设备和工业自动化系统等。

  • 光芒四射RK3588 还是高端内涵RK3576,区别在哪?

    在中国半导体产业的版图中,瑞芯微作为国内SoC芯片领跑者,凭借其在处理器芯片设计领域的深厚积累和持续创新,推出很多智能应用处理器芯片,在嵌入式系统领域得到大规模的应用。RK3588和RK3576系列作为都是瑞芯微(Rockchip)高性能处理器代表,性能如何?价格如何?作为硬件产品开发的我们,这两款产品到底有什么区别呢,我们一起探索。

  • 量子计算冲击下的嵌入式系统安全:FPGA在后量子密码学中的应用

    随着量子计算技术的快速发展,其对现有加密系统的潜在威胁日益凸显。传统的公钥加密算法,如RSA和ECC,在量子计算机的强大计算能力面前将变得不堪一击。因此,开发能够抵御量子攻击的后量子密码学算法成为当务之急。而在嵌入式系统领域,由于资源受限和实时性要求高等特点,后量子密码学的实现面临诸多挑战。不过,现场可编程门阵列(FPGA)技术的出现,为嵌入式系统提供了实现后量子密码学的有力支持。

  • 嵌入式系统中的有限状态机(FSM)实践:构建简易C++状态机引擎

    在嵌入式系统开发中,有限状态机(FSM)是一种强大的工具,它能够帮助开发者以清晰、结构化的方式管理复杂的状态转换逻辑。FSM通过将系统行为划分为一系列状态和状态之间的转换,简化了系统的设计和调试过程。在第一部分中,我们已经探讨了FSM的基本概念及其在嵌入式系统中的应用。本文将进一步深入,通过构建一个简易的C++状态机引擎,展示如何在实践中实现FSM。

  • 嵌入式系统内存优化策略:在资源受限环境中提升性能

    在嵌入式系统的开发中,内存资源的有限性常常成为设计者和开发者面临的主要挑战。特别是在那些对成本、功耗和尺寸有着严格要求的应用中,如何在有限的内存空间内实现高效、可靠的代码运行,成为了嵌入式系统开发中的核心问题。本文将深入探讨几种在嵌入式系统内存受限环境中优化代码的有效策略。

  • 嵌入式系统中的中断管理:概念、优先级设置、中断延迟与优化

    在嵌入式系统的开发中,中断机制扮演着至关重要的角色。它允许系统在执行正常程序流程时,响应外部或内部事件,从而确保系统能够及时响应并处理紧急事件。本文将深入探讨嵌入式系统中中断的概念、如何在系统中设置和处理多个中断的优先级、中断延迟的定义以及如何减少中断延迟。

  • 嵌入式软件开发的终极目标:从功能实现到智能互联的飞跃

    在科技日新月异的今天,嵌入式系统已经深深嵌入到我们的日常生活中,从智能手机、智能家居到工业控制、医疗设备,无处不在。嵌入式软件开发作为推动这些系统创新与发展的核心力量,其终极目标远远超出了简单的功能实现,而是向着更高效、更智能、更互联的方向发展。本文将从功能优化、能效提升、智能化转型以及互联互通四个维度,探讨嵌入式软件开发的终极目标。