随着互联网、物联网和电子芯片技术的快速发展,嵌入式系统得到了迅速的发展和普及。嵌入式系统广泛应用于生活、工业、军事、医疗、通信、运输等方面。嵌入式系统的应用在日常生活中也随处可见:车载系统、智能家居系统、手机平板设备等。以计算机通讯技术、软、硬件技术、微电子技术为核心,将计算机嵌入应用系统,利用计算机的运行能力来实现某些功能。根据IEEE协会的规定,嵌入式系统是一种具有操作、控制、监控或辅助机器的装置系统。此外,另一个被认可的定义是嵌入式系统是一种特殊的计算机系统,其基础是计算机技术,其核心是应用,具有成本低、体积小、功能齐全等优点。嵌入式系统具有以下特点:嵌入式系统面向产品、用户和应用三个方向。嵌入式系统具有很强的专业性,必须在特定的实际场合发挥其优势。嵌入式系统是一种具有系统,具有集成度高、技术耦合度高的特点。嵌入式系统结合了半导体、计算机等不同行业的技术,需要在设计前进行正确的定位分析。嵌入式系统必须根据需要适当选择相应的软硬件模块。嵌入式系统设计开发的软硬件可以根据场合需要去除不必要的资源,以满足成本、可靠性等性能需求。
嵌入式系统通常由嵌入式计算机和执行部件组成。嵌入式微控制器的重要模块,如嵌入式微控制器(EMCU)、嵌入式微处理器(EMPU)、嵌入式数字信号处理器(EDSP)等。以下是嵌入式系统中不同类型的嵌入式系统的处理器:嵌入式微控制器(EMCU):EMCU又称单片机,集成了一个芯片中所有系统所需的硬件。闪存器、ROM、RAM、EEPRO、总线、总线逻辑、定时/计数器、WatchDog、I/O口等必要的功能和外设集成在芯片中。由于其可靠性高、体积小、成本低,EMCU应用广泛。EMPU:EMPU一般是由电路模板组装而成的,通常只保留与嵌入式应用有关的主控功能,但是ROM、RAM、总线接口以及各种外部设备都必须保留在电路板上。目前EMPU主要有ARM、MIPS、PowerPC、68K等。嵌入式数字信号处理器(EDSP):EDSP经过一定程度的结构修改,可以适应DSP算法,编译效率更高,运行速度更快。嵌入式片上系统(ESOC):ESOC系统复杂性高。SOC将其处理器内核设计为标准库,用标准VHDL语言编写并存储在设备库中。
嵌入式系统的固件通常指的不是硬件,而是软件。在防火墙设备中,嵌入式系统的固件通常固化在内存芯片(EEPROM)或Flash芯片中,用户通常可以通过特定的操作刷新和升级程序。一般来说,固件是数字产品中最基本、最底层的软件。例如,在通用计算机主机中,主板上的基本I/O系统BIOS在更多专业人士眼中可以称为固件。一般的理解是,固件本质上是一种存储在存储介质上的数据。当使用嵌入式主板进行系统操作时,这些文件可以从特定的目录中找到,以实现系统的运行。例如,uboot:uboot.bin,kernel:uimage,rootfs:system.yaffs2文件,可以理解为固件。嵌入式系统运行后,系统通过特定位置寻找uboot,初始化串口和内存。设置Linux启动参数后,内核将从flash加载到内存,然后内核将根文件系统挂载并启动init。通常有两种方法可以获得防火墙设备的固件:一种是从防火墙设备制造商的官方网站下载固件;另一种方法是访问相应的硬件,直接从防火墙设备的Flash芯片中提取固件。