牛人通俗解释嵌入式系统概念
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牛人通俗解释嵌入式系统概念
　　看到很多人，特别是初学者对感兴趣，想学，但又十分困惑，痛苦, 因此，我觉得有必要抽空写些东西来&普渡众生&，当然我不是佛，用&普渡众生&这个词不大合适，但一时也找不到合适的词了，先将就一下吧. 还有就是别叫我大神, 我不是大神，一介草民而已，只不过暂时在这方面懂得比有些人多一点而已，其它方面，他们比我懂，因此，大家是平等的。既然是一介草民，因此，我也不打算遵循那么多条条框 框的限制了。我平生最讨厌教科书以及其它一些所谓&老师&文邹邹的说教，因此，我打算用草民都能听懂的话来写这个系列的东西，如果用这种方式你能把 嵌入式搞明白的话，从一个侧面也说明嵌入式其实并不是相象中的那么难，当然也不简单。本文引用地址：
　　什么是嵌入式技术? 简单通俗直白的说：就是实现嵌入式系统的技术。
　　哪什么是嵌入式系统?
　　网上或书上泛滥成灾的定义是：嵌入式系统是针对某个应用，软硬件可裁减的，对体积，功耗，成本等等有严格要求的一个。看起很复杂很抽象，其实就两点：
　　第一，嵌入式系统是一个
　　第二，嵌入式系统是针对某个应用的，也就是通常所说的&专用的&。
　　也就是说，嵌入式系统说白了，就是针对某个应用的!
　　其它什么的:软硬件可裁减的，对体积，功耗，成本等等有严格要求的这堆修饰词，是做好一个嵌入式系统所需要考虑的因素,注意是做好，做好跟做出来是两码事,当然，真要做好一个嵌入式系统，考虑这些还远远不够，还有其它很多的需要考虑，这个，我计划写完这个系列后，再写个怎么做好嵌入式系统的&章回体&，我写了个嵌入式产品研发过程管理系统，这个系统是基于CMMI3规范的，按照哪个系统讲如何做好嵌入式产品开发应该就足够了。
　　大家都知道PC，或者笔记本电脑，PC或笔记本电脑是一个计算机系统，只不过是一个通用的计算机系统。通用的意思，是指没有特定的用途，什么都可以干，比如你可以拿笔记本来上网，来听歌，来看电影，来看照片，甚至还可以开发程序，做服务器等等....,反正你想干什么就干什么，没有强制的特定得用途。因此，是通用的，但嵌入式系统是专用的。
　　怎么来理解这个专用呢?专用就是针对某个特定的用途。
　　举例：
　　刚才不是说在PC上可以看照片吗?把看照片的应用扣出来，做成一个计算机，就是针对某个应用的计算机了，作出来后，这个计算机叫什么名字?叫数码像框，电脑城一堆一堆的。按照刚才说的定义，不难看出，数码像框是嵌入式系统!
　　把听歌的应用扣出来，做成一个计算机，这个计算机叫什么?叫播放器。播放器是针对听音乐的计算机，因此，播放器也是嵌入式系统!
　　把看电影的应用扣出来，做成一个计算机，这个计算机叫什么?叫mp4播放器。mp4播放器是针对看电影的计算机，因此，mp4播放器也是嵌入式系统!
　　......
　　从这里，我们可以看得出来PC和嵌入式的一个大致区别了,对嵌入式系统应该也有个大致的印象了.
　　但是不是说，嵌入式系统就只能基于PC来应用呢?
　　不是，如果只是这样的话，嵌入式就没有存在的必要了，除了来自PC的应用外，嵌入式系统更N的应用，应该就是除PC外的其它各行各业了! 我们吼了好多年的信息化社会，信息化社会，什么是信息化社会? 我认为信息化社会不是指能上个网就是信息化社会，而是所有东西都数字化、信息化，那才叫信息化社会，这个，应该就是嵌入式的用武之地了!
　　还是先从每个人都见过的东西入手来说，这样你好理解!
　　机大家应该都见过把，就是去超市，去家x福和沃x玛买东西时结账收银的那个东西。哪个东西就是机，典型的嵌入式系统： 首先，机确实是一个计算机，有主板有有操作系统有软件，具备计算机的核心特征，因此是一个计算机。其次，它是针对一个专门应用的计算机，这个专门应用就是结账收银! 按照我们之前对嵌入式系统的定义，不难理解，POS机就是一个嵌入式系统!
　　我们把这个POS机(先说原始的大头的POS机)跟PC比较一下。大家对PC都很熟，因此，以PC为参照和基准进行比较!
　　我们从硬件和软件两方面来比较：
　　先说硬件：PC上的硬件有哪些呢?有,内存，显卡，声卡,硬盘，网卡，键盘，鼠标等东西，如果我们要参照PC来做一个POS机的话，该怎么做呢?
　　看看POS机上都需要哪些东西：,内存是必须的,网卡、显卡和键盘应该是要的，声卡和鼠标应该就没太大的必要了。因此，如果要基于PC来做POS机的话，就要去掉声卡和鼠标，同时，增加一个显示屏(pos机有两个屏的),一个打印机.去掉一些硬件，加一些硬件,这就是硬件可裁减。硬件要工作，是需要软件支持的，至少需要驱动支持，因此，去掉一些硬件添加一些硬件，软件也必须跟着要去掉一些，添加一些，这就是软件可裁减, 加一起，就是嵌入式系统定义里面的那句话了：嵌入式系统是针对某个应用，软硬件可裁减的，xxxxxx的计算机系统。可裁减的意思理解了吧?
　　上面的:xxxxx 是定义中的：体积，功耗和成本。体积和功耗，其实在POS机中感觉还不是太明显，因为这种大头的POS机对体积不敏感，放它的空间有滴是(当然也不能极品的整得太大)，对功耗也不是太敏感，交流电供电，每天都要关机发热也不大.这两点在手机之类的手持设备的嵌入式产品中是很敏感的。你的手机做成砖头那么大，估计你就不想买了(除非女同胞防身用)，如果功耗很大，充满电只能用1个小时，无论如何你肯定是不会买的，因此，嵌入式系统的定义中，说：对体积和功耗有严格要求，就是这个意思，大致理解了吧?
　　再说成本，这个非常敏感。简单举个例你就一下明白了： 假如你是苹果公司的老板，一年卖了1000万部IPHONE，如果iphone的某个元器件能够省10块钱，卖1000万部就节省1个亿，节省出来的钱就相当于是赚的钱，如果实在不想赚钱的话，拿去给员工发奖金也好阿! 因此，嵌入式设备对成本是非常敏感的!
　　基于对成本敏感的这一点，你要明白: 我们做嵌入式产品，不是哪个CPU 牛X 就用哪个CPU，而是要综合多方面的因素来选择，arm9能搞定的，就不用arm11,就不用a8,就不用a9。不选贵的，只选对的，然也!
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嵌入式收款机及POS机全系列解决方案
收款机是在各种商业领域正在普及的电子化产品，由于收款机的使用能够简化商品管理、节约人力，各种商业领域逐渐将收款机作为必备的装置；目前国家政策推进的税控收款机普及和税控电子化建设，也对收款机行业的发展具有强大的推进作用。收款机市场是一个生机勃勃的市场，为国内厂商提供良好的发展机遇。
我司依托多年嵌入式技术积累、全系列嵌入式处理器的技术整合经验、多种收款机的设计量产经验，为收款机厂商提供各种类型的收款机（包含税控收款机）及POS机（包含税控POS机）的嵌入式设计方案。对于各种成本、功能的一类收款机、二类收款机、POS机、手持POS机等的技术需求，华恒科技提供现成完备的解决方案，并能够对新型的需求进行快速客制化设计服务，从技术和产品设计层面为收款机及POS机厂商的成功提供保证。
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在一个包房里，李女士找到了正在写作业的两个孩子。
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　　你知道智能POS嵌入式条码支付扫描模块吗？你知道嵌入式条码支付扫描模块有什么用吗？可以这么说，在移动支付时代，嵌入式条码支付扫描模块好比智能POS的“火眼金睛”，专为应对支付宝、微信等热门的“扫码付”而生。
　　时下，移动支付发展迅猛，从刷卡到支付宝钱包、微信支付，多样化支付方式深刻影响着消费者的支付习惯，仅能支持银联卡支付的传统POS机显然无法满足商户综合收银需求。此情景下，深圳远景达特别推出一款EM3096嵌入式条码支付扫描模块，利用其条码自动识别、采集及实时传输功能，满足POS终端厂商提供智能POS专用的扫描配件需求。
　　据介绍，EM3096嵌入式条码支付扫描模块采用卓越解码技术，扫描快速精准，支持支付宝钱包和微信支付一维二维付款码读取；感应极速灵敏，即使在手机电量不足、手机屏贴膜、彩色条码等情况下，也能轻松完成条码读取，既提升了客户体验，也加快了客户流通。
　　智能POS机借助EM3096嵌入式条码支付扫描模块，融合支付宝、微信支付等“扫码付”，为商户提供互联网接口， 不仅满足商家多元化收银需求，还为消费者提供更多的方便与选择。
　　目前，EM3096嵌入式条码支付扫描模块已全面推广应用，并凭借卓越的手机支付条码识读性能及良好的嵌入性，非常受国内外智能POS机终端生产商厂家欢迎。未来，远景达持续针对互联网扫码支付领域进行推陈出新，旨在为客户提供行业最优的产品与服务。
　　深圳远景达客服热线：400-
　　深圳远景达官方微信：lv
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嵌入式（64）
在嵌入式领域，ARM（全称Advanced RISC Machines）的名字可谓是无人不知，在32位市场，ARM架构的产品占据高达75％的市场份额，居于垄断地位。该架构的专利持有者就是ARM公司。ARM成立于1990年，它实际上是Arcon、Apple和VLSI三家企业共同合作的产物。当年，Acron公司需要为它们的Archimedus电脑开发一枚处理器，Apple公司同样寻求一款可以代替摩托罗拉68000 CISC处理器的RISC架构产品，而VLSI则打算设计出一枚精简高效的RISC处理器用于集成系统中。颇富戏剧性的是，这三家企业最终都没有实现自己的目的，但ARM架构却在它们未曾想到的嵌入式领域被发扬光大。ARM体系架构－ARM的发展历程与产品特色与Intel、AMD等集设计、制造、销售于一体化的半导体企业不同，ARM从未涉及芯片制造和销售业务，公司创立以来一直都是以IP（Intelligence Property，知识产权）提供者的身份向各大半导体制造商出售芯片研发的成果，各大半导体厂商购买IP内核授权之后便可在此基础上进行深化设计，然后制造出产品并将其推向市场。这种策略让ARM实现专业化的同时也造就了一个庞大的ARM王国。ARM架构的CPU核心具有低功耗、低成本、高性能等优点，获得许多半导体企业的大力支持。生产ARM架构嵌入式处理器的大企业超过70家，每一家企业都有自己的一套方案，再加上其他厂商开发的衍生产品，使得ARM架构最终在32位嵌入式市场遍地开花，应用极其广泛。在ARM的内核大家族中，ARM7、ARM9、ARM10和ARM11的影响力最大，相继被包括Intel、德州仪器（TI）、高通、摩托罗拉、Atmel在内的重量级半导体企业所采用。到目前为止，全球80%的GSM/3G手机、99%的CDMA手机以及绝大多数PDA产品均采用ARM体系的嵌入式处理器。ARM领先的低能耗特性可以说占了头功。当初刚刚起步的嵌入式应用对运算性能并不苛求，但对芯片的功耗却相当敏感。而相对同时期的其他解决方案， ARM架构的能效比优势非常明显：325MHz频率的ARM1020E处理器虽然绝对性能最低，但在消耗相等电能的前提下，它所拥有的性能远远超越IBM的PowerPC 750、摩托罗拉MPC7455（苹果的G4＋处理器）、PowerPC7400（苹果G4处理器）以及NEC的VR5500处理器，能效比极其出众。再者，ARM架构的应用方案非常灵活，由于ARM公司只是提供了一个高效精简的核心，各半导体厂商可根据自身需求进行应用设计，架构灵活简便、扩展力很强。如厂商可为多媒体信号处理加入相关的指令集，或为Java相关的应用加入高效执行单元，或增加3D图形协处理器等等。高度可扩展性也让ARM出现了许多衍生架构，如流行在PDA领域的Dargonball、StrongARM和XScale架构也都属于ARM体系。得到大量软件支持是ARM具有决定性影响的第三个优势，包括Windows CE、Symbian和Palm OS在内的三种主要常用系统都是基于ARM架构所设计，采用嵌入式Linux操作系统的掌上设备虽然还不是很多见，但它同样是基于ARM。目前，ARM已经牢牢占领手机、PDA以及其他的掌上电子产品市场，这些领域都非常注重软件兼容和设计延续性，ARM继续保持贯有优势没有任何悬念。也许有很多其他的嵌入式处理器拥有更卓越的性能，但这并非厂商要考虑的唯一要素，事实上，精简的硬件核心、超低能耗、设计灵活、软件支持和丰富的开发工具，这些都是ARM架构赖以成功的技术基础。 ARM体系架构－ARM核心设计的演进 纵观ARM的发展历史，技术创新和工艺进步成为两大推动力，这一点在ARM7核心到ARM11核心的发展历程中获得良好体现。ARM7只拥有一个包含&预取（Fetch）、解码（Decode）和执行（Execute）&单元的简单三级流水线结构，在采用0.18微米工艺时核心面积小于0.8平方毫米（不同型号的ARM7，核心面积也各不相同），其时钟频率在50MHz到110MHz之间，每MHz所对应的运算能力为0.9 Dhrystone MIPS（Dhrystone：综合性的基准测试程序，测试处理器的整数性能；MIPS：每秒百万条指令），最多消耗0.4毫瓦电力。后来的ARM9核心将流水线增加到五级，新增了内存访问（Memory）和写入（Write）两个单元&处理器流水线增长有利于提高工作频率，但同时会带来指令执行效能下降的问题。ARM9核心的最高频率提升到220MHz级别，比ARM7系列整整高了一倍之多。同时ARM9的指令性能也高于ARM7，达到每MHz频率1.05到1.1MIPS的水平，这应该归功于AMR9在周边设计方面的多方位改进。高频率加上高指令效能，令ARM9核心获得了非常明显的性能提升，这也是它受到业界广泛追捧的主要原因。但由于晶体管数量有些增加，ARM9内核的芯片面积也小幅提升至1.1平方毫米，功耗范围在每赫兹0.85到1毫瓦之间。到了ARM10核心，流水线长度进一步增加到六级，它在预取和解码单元之间加入了一个&发送（Issue）&单元，再加上引入0.15微米制造工艺，使得ARM10的最高频率突破400MHz。ARM10采用更先进的V5T指令集（之前所有的ARM7、多数ARM9为V4T版本），并对逻辑架构作了很大程度的优化（如利用一个返回堆栈减少子程序返回时的等待时间），大幅度提高了执行效率，最终它的指令执行效能反而提升到每MHz频率1.24 Dhrystone MIPS。猛增的工作频率加上较高的指令效能，ARM10的整体性能再次获得大幅度提升。不过，ARM10的晶体管数量同时也增加了很多，幸好在0.15微米工艺的帮助下，它的核心面积成功控制在10平方毫米的水平（带64KB缓存），功耗水准保持在每赫兹0.85毫瓦，能效比与前一代的ARM9基本持平，整体表现相当出众，获得广泛应用不成问题。ARM11核心发布于2002年10月份，为了满足PDA对性能日益苛刻的要求，ARM公司将其流水线长度扩展到8条，分别为预取、解码、发送、转换/MAC1、执行/MAC2、内存访问/MAC3和写入等八个单元，属于ARM V6指令集架构。ARM11采用当时最先进的0.13微米制造工艺，运行频率最高可达500到700MHz。如果采用90纳米工艺，ARM11核心的工作频率将轻松达到1GHz&对于嵌入式处理器来说，这显然是个相当惊人的数字。其次，ARM11的逻辑核心也经过大量的改进，其中最重要的当属&静/动态组合转换的预测功能&。ARM11的执行单元包含一个64位、4种状态的地址转换缓冲，它主要用来存储最近使用过的转换位址。当采用动态转换预测机制而无法在地址缓冲内找到正确的地址时，静态转换预测功能就会立刻接替它的位置。在实际测试中，单纯采用动态预测的准确率为88%，单纯采用静态预测机制的准确率只有77%，而ARM11的静/动态预测组合机制可实现92%的高准确率。针对高速度带来能耗增加的问题，ARM11引入一项名为&IEM（Intelligent Energy Manager）&的智能电源管理技术，该技术可根据任务负荷情况动态调节处理器的电压，进而有效降低自身的功耗。这一系列改进让ARM11的能效比得以继续提高，平均每赫兹频率只需消耗0.6毫瓦（有缓存时为0.8毫瓦）的电力，处理器的最高效能可达到660 Dhrystone MIPS，远超过上一代产品。扩展功能方面ARM11也大有增强，如支持单指令多数据（SIMD）指令，可以让那些采用特定算法的应用程序获得二到三倍的高效执行。支持JAVA解码功能，在运行Java程序时效率极佳，这对于手机、PDA等Java程序流行的平台来说具有相当积极的意义。再者，ARM11可以同&协处理器&配合，完成一些指定的任务，这也让它可以适应更多的应用场合。另外，ARM11支持&TrustZone&安全技术，该技术可识别出系统的安全码和数据，并保证它们在操作系统中得到安全、有效地同时运行，可防范病毒和恶意代码的攻击，同时也不需牺牲任何系统性能，相信这对于机顶盒、新一代智能电话、付款设备、网络设备、手机等注重信息安全的数字设备来说有很强的实用价值。
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