Entwicklungsmodus
Bei der Entwicklung von MCUs handelt es sich meist um Bare Metal, die Programmgröße ist gering, und sie wird meist unabhängig von einem einzelnen Programmierer entwickelt. Einige komplexe Produkte verwenden auch High-End-Mikrocontroller wie STM32 und RTOS (uCOS, freeRTOS, etc.).
Die Embedded-Entwicklung basiert fast ausschließlich auf Embedded-Betriebssystemen, und die am häufigsten verwendeten sind Linux und Android.
Technische Merkmale 1
●Programmiersprache: Der Mikrocontroller verwendet hauptsächlich die Sprache C (mit einem kleinen Anteil an Assembler), die sich leicht von Standard-C unterscheidet. Erweiterte Funktionen der Sprache C wie Strukturen und Funktionszeiger werden nur selten verwendet. Die Entwicklung von eingebetteten Systemen ist komplexer und wird im Allgemeinen in die untere Schicht und die Anwendungsschicht unterteilt. Die untere Schicht verwendet die Sprache C, die Anwendungsschicht verwendet C, C, Java und andere Sprachen. In der eingebetteten Sprache C werden fortgeschrittenere Funktionen wie Strukturen, Datenstrukturen, Algorithmen und Funktionszeiger (für die objektorientierte Implementierung) verwendet.
Der Unterschied zwischen Embedded-Entwicklung und Mikrocontroller-Entwicklung
1. Der Unterschied in der Systemstruktur zwischen Mikrocontroller und eingebettetem System:
1) Grundlegender Aufbau eines Mikrocontrollers
Der Mikrocontroller besteht aus einer Recheneinheit, einem Controller, einem Speicher sowie Ein- und Ausgabegeräten.
2) Eingebettete Systemkomponenten
Eingebettete Systeme bestehen im Allgemeinen aus eingebetteten Mikroprozessoren, peripheren Hardwaregeräten, eingebetteten Betriebssystemen und spezifischen Anwendungen.
Der erste Schritt beim Entwurf eines eingebetteten Systems besteht darin, die spezifische Anwendung zu kombinieren, die Anforderungen des Systems in Bezug auf Kosten, Leistung, Skalierbarkeit, Entwicklungszyklus und andere Aspekte umfassend zu berücksichtigen, das Hauptsteuergerät des Systems zu bestimmen und die Systemhardware mit ihm als Kernplattform zu bauen.
2. Der Unterschied in der Hardware-Zusammensetzung zwischen Mikrocontroller und Embedded
Ein Mikrocontroller ist ein integrierter Schaltkreis-Chip, der einen Mikrocontroller-Schaltkreis und einige allgemeine Eingangs- und Ausgangsschnittstellengeräte enthält. Was die Art und Weise betrifft, wie ein eingebettetes System aufgebaut ist, so kann das eingebettete System entsprechend dem Entwicklungsstand der modernen elektronischen Technologie mit einem Ein-Chip-Mikrocomputer oder anderen programmierbaren elektronischen Geräten implementiert werden. Die übrigen Hardwarekomponenten werden entsprechend den Anforderungen des Zielanwendungssystems bestimmt.
3. Unterschiede in der Softwarezusammensetzung zwischen Mikrocontrollern und eingebetteten Systemen
Der vom Hersteller gelieferte Allzweck-Mikrocontroller enthält kein Anwendungsprogramm und kann daher nicht direkt ausgeführt werden. Nach dem Hinzufügen des Anwendungsprogramms kann der Mikrocontroller unabhängig laufen. Eingebettete Systeme müssen über Steuerungssoftware verfügen. Die Implementierung der Steuerlogik kann vollständig über Hardware-Schaltungen oder Software-Programme erfolgen.
4. Unterschiede in den primären und sekundären Beziehungen zwischen Mikrocontrollern und eingebetteten Systemen
Mikrocontroller werden heute als elektronische Allzweckgeräte betrachtet, deren Hauptbestandteil der Mikrocontroller selbst ist. Eingebettete Systeme sind in Bezug auf die physische Struktur untergeordnet, und eingebettete Systeme sind in das Zielanwendungssystem eingebettet und installiert. Das eingebettete System ist in der Steuerungsbeziehung dominant und ist ein logisches Verarbeitungssystem, das den Betrieb des Zielanwendungssystems steuert. Obwohl ein eingebettetes System auf unterschiedliche Weise aufgebaut sein kann, ist ein einmal aufgebautes eingebettetes System ein dediziertes System. In einem dedizierten System kann die Software des programmierbaren Geräts während des Systemkonstruktionsprozesses implantiert oder direkt während des Geräteherstellungsprozesses erzeugt werden, um die Herstellungskosten zu senken. Mikrocontroller mit komplexer Steuerlogik benötigen Softwareunterstützung durch das Betriebssystem; eingebettete Systeme mit einfacher Steuerlogik benötigen keine Softwareunterstützung durch das Betriebssystem.
Einführung in Mikrocontroller
Was ist ein Mikrocontroller? Im Allgemeinen bezeichnen wir Ein-Chip-Mikrocomputer kurz als Mikrocontroller. Es handelt sich nicht um einen Chip, der eine bestimmte logische Funktion ausführt, sondern um die Integration eines Computersystems auf einem Chip. Er ist gleichzusetzen mit einem Mikrocomputer. Im Vergleich zu einem Computer fehlen einem Mikrocontroller nur die E/A-Geräte. Er ist ein typischer eingebetteter Mikrocontroller.
Merkmale des Mikrocontrollers
1) Geringe Größe, relativ einfache Struktur und hohe Zuverlässigkeit
Der Mikrocontroller integriert verschiedene Funktionskomponenten auf einem Chip und verwendet intern eine Busstruktur, die die Verbindungen zwischen den Chips reduziert und die Zuverlässigkeit und Störfestigkeit des Mikrocontrollers erheblich verbessert. Dank seiner geringen Größe lassen sich außerdem leicht Abschirmungsmaßnahmen für Umgebungen mit starken Magnetfeldern ergreifen, wodurch er sich für den Einsatz in rauen Umgebungen eignet.
2) Starke Kontrollfähigkeit
Obwohl die Struktur des Ein-Chip-Mikrocomputers relativ einfach ist, ist er “vollständig” und verfügt über ausreichende Steuerfunktionen. Der Mikrocontroller verfügt über eine große Anzahl von E/A-Anschlüssen. Die CPU kann direkt verwandte Operationen, arithmetische Operationen, logische Operationen und Bit-Operationen an den E/A durchführen. Die Befehle sind einfach und reichhaltig. Daher ist der Mikrocontroller auch ein “steuerungsorientierter” Computer.
3) Niedrige Spannung, niedriger Stromverbrauch
Mikrocontroller können mit einer Spannung von 2,2 V betrieben werden, und einige können bereits mit 1,2 V oder 0,9 V betrieben werden; der Stromverbrauch ist auf μA reduziert, und eine Knopfbatterie kann lange Zeit verwendet werden.
4) Hervorragendes Preis-/Leistungsverhältnis
Da die Hardwarestruktur, die aus Ein-Chip-Mikrocomputern besteht, relativ einfach ist, der Entwicklungszyklus kurz ist, die Kontrollfunktion stark ist und die Zuverlässigkeit hoch ist, ist das Kontrollmanagementsystem, das mit Ein-Chip-Mikrocomputern entwickelt wurde, unter den Bedingungen, die gleichen Funktionen zu erreichen, besser als das Kontrollmanagementsystem, das mit anderen Arten von Mikrocomputern entwickelt wurde. Die Systeme sind billiger.
