嵌入式系统/术语

嵌入式系统

本页将尝试讨论一些不同的重要术语，它甚至可能包含本书中使用的某些缩略词的列表。

芯片类型

这里我们将讨论许多不同类型的芯片。

微处理器: 这些芯片包含一个处理核心，偶尔还包含一些集成的外设。在另一个意义上，微处理器只是台式机中发现的 CPU。
微控制器: 这些芯片是多合一的计算机芯片。它们包含一个处理核心、内存和集成的外设。从更广义的角度来看，微控制器是嵌入式系统中使用的 CPU。
数字信号处理器 (DSP): 在处理信号方面，DSP 是“最佳的”。DSP 通常运行速度非常快，并且具有巨大的处理能力（对于嵌入式芯片而言）。数字信号处理器和数字信号处理领域非常庞大和复杂，因此需要单独的书籍来介绍——数字信号处理。

微控制器可以根据一些参数分为不同的类别，例如总线宽度（8 位、16 位等）、内存容量、速度和 I/O 引脚数量。

低端: 低端芯片通常用于速度和功耗不是因素的简单情况下。低端芯片是最便宜的，通常可以不到一美元，具体取决于购买的数量。低端芯片很少有许多 I/O 引脚（总共 4 个或 8 个），而且很少有任何特殊功能。几乎所有低端芯片都是 8 位或更小。
中端芯片: 中端芯片是“基本”的微控制器单元。它们不会像低端芯片那样存在缺点，但同时它们更贵且更大。中端芯片是 8 位或 16 位宽，并且通常有很多可用的 I/O 引脚可以使用。中端芯片可能配备 ADC、稳压器、运算放大器等。中端芯片的价格在 1 美元到 10 美元之间，可以购买到合理的芯片。
高端芯片: 高端芯片用于必须使用功率和速度的情况下，但传统的微处理器板（想想计算机主板）太大或太贵。高端芯片将具有许多高级功能、更多可用内存和更大的可寻址内存范围。高端芯片可以是 8 位、16 位、32 位甚至 64 位，价格在 10 美元到 100 美元之间。

这将是本书中使用的多数缩略词的功能列表。

ADC: ADC 代表模数转换器。ADC 在其他文献中也写成“A/D”或“A2D”。
DAC: 与 ADC 完全相反，DAC 代表数模转换器。也可以称为“D/A”或“D2A”。
RAM: 随机存取存储器。RAM 是高速易失性存储器。因此，断电后存储在 RAM 中的数据会丢失。
ROM: 只读存储器，ROM 是可以读取但不能写入或擦除的存储器。ROM 比 RAM 便宜，而且在断电后不会丢失信息。
OTP: OTP 代表一次性可编程。OTP 芯片只能编程一次，通常通过物理过程或在芯片内部燃烧额外的导线来实现。如果 OTP 芯片编程错误，则无法修复，因此要小心使用它们。

在本书中，“烧录”、“刷写”、“安装”或“下载”这些术语都具有相同的含义——将可执行映像放入嵌入式系统非易失性存储器中的（半）自动化过程。

当某人调整源代码并在 PC 上编译了一个新的可执行映像后，该人将下载器连接到 PC 和嵌入式系统之间，然后单击“执行”按钮。然后，PC 将映像流式传输到下载器，下载器将映像烧录到嵌入式系统中。

下载器被称为“下载器”、“烧录器”、“刷写器”、“闪存下载器”、“编程接口”，或者——令人困惑地——“编程器”。

台式 PC 和嵌入式系统之间有许多相似之处，包括使用的术语。不幸的是，某些术语在每个域中使用时具有完全不同的含义。单词“编程”就是一个这样的术语。

在台式 PC 世界中，“编程”是指一个人在 PC 上编写软件的整个过程，经历许多编辑-编译-测试循环，以创建一个可执行映像。完成此任务的人被称为“程序员”。

对于嵌入式系统，“编程”通常是指将可执行映像传输到设备（在 PC 术语中称为“安装”）的特定步骤。“编程器”是将编译后的代码烧录到芯片中的设备。编写设备代码的人通常被称为开发人员。

在本书中，我们使用“编程”一词来描述人类创建和测试软件源代码的行为。

请注意，其他文本可能会使用“编程”一词——例如，当谈论“高压编程”、“批量编程”等——来描述我们所说的“安装”。

讨论“C++ 编程”、“汇编编程”、“结对编程”等的文本——使用“编程”的方式与我们相同。“C++ 程序员”、“Python 程序员”、“结对程序员”等指的是进行编程的人。

我们提到了运算放大器。很久以前，“模拟计算机”曾经完全由这种运算放大器、电阻和电容构成。如今，大多数嵌入式系统只有很少的运算放大器（如果有的话）——它们对于某些传感器信号放大器、ADC 之前的抗混叠滤波器、DAC 之后的抗混叠滤波器以及嵌入在电源电路中的少量运算放大器仍然有用。