嵌入式和单片机的区别

对于嵌入式和单片机，一听到它们，我们就会联想到插满芯片和针脚的电路板。对于电子计算机类的学生，这两个名词可能就不那么陌生了，它们和硬件系统有着非常密切的关系。许多人都分不清嵌入式和单片机机的区别，今天就给大家做过简单的科普。

嵌入式

首先，我们来了解下嵌入式。嵌入式，一般是指嵌入式系统，嵌入式开发，就是对嵌入式系统的开发。IEEE(美国电气和电子工程师协会)对嵌入式系统的定义是：“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。国内学术界的定义更为具体一些，也更容易理解：嵌入式系统，是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。

以应用为中心，说明嵌入式系统是有明确实际用途的。以计算机技术为基础，说明它其实就是一种特殊的计算机。软硬件可裁剪，说明它有很强的灵活性和可定制能力。

专用计算机系统，“专用”所对应的，就是“通用”。我们常用的个人PC、笔记本电脑、数据中心服务器，可以用于多种用途，就是“通用计算机系统”。

嵌入式系统究竟具体应用于哪些“专用”方向呢?

• 个人通信与娱乐系统：手机、数码相机、音乐播放器、可穿戴电子产品、PSP游戏机
• 家电类产品：数字电视、扫地机器人、智能家电
• 办公自动化：打印机，复印机、传真机
• 医疗电子类产品：生化分析仪、血液分析仪、CT
• 网络通信类产品：通信类交换设备、网络设备 (交换机、路由器、网络安全)
• 汽车电子类产品：引擎控制、安全系统、汽车导航与娱乐系统
• 工业控制类产品：工控机、交互式终端 (POS、ATM)、安全监控、数据采集与传输、仪器仪表
• 军事及航天类产品：无人机、雷达、作战机器人

单片机

嵌入式系统的核心，就是嵌入式处理器。嵌入式处理器一般分为以下几种典型类型：

嵌入式微控制器MCU(Micro Control Unit)

MCU内部集成ROM/RAM、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串口、A/D、D/A、FLASH等。典型代表是8051、8096、C8051F等。

嵌入式DSP处理器(Digital Signal Processor)

DSP处理器专门用于信号处理，在系统结构和指令算法进行了特殊设计。在数字滤波、FFT、频谱分析中广泛应用。典型代表是TI(德州仪器)公司的TMS320C2000/C5000系列。

嵌入式微处理器MPU(Micro Processor Unit)

MPU由通用处理器演变而来，具有较高的性能，拥有丰富的外围部件接口。典型代表是AM186/88、386EX、SC-400、PowerPC、MIPS、ARM系列等。

此外，还有嵌入式片上系统SoC(System on Chip)和可编程片上系统SoPC(System on a Programmable Chip)。

我们的单片机，就属于上述的第一种——MCU(嵌入式微控制器)。

单片机，又称为单片微控制器，英文叫Single-Chip Microcomputer。它其实就是一种集成电路芯片，是通过超大规模集成电路技术，将CPU、RAM、ROM、输入输出和中断系统、定时器/计数器等功能，塞进一块硅片上，变成一个超小型的计算机。

单片机技术从上世纪70年代末诞生，早期的时候是4位，后来发展为8位，16位，32位。它真正崛起，是在8位时代。8位单片机功能很强，被广泛应用于工业控制、仪器仪表、家电汽车等领域。

我们在研究单片机的时候，经常会听到两个词——51单片机、STM32。我来介绍一下它们究竟是什么。

51单片机，其实就是一系列单片机的统称。该系列单片机，兼容Intel 8031指令系统。它们的始祖，是Intel(英特尔)的8004单片机。

STM32，是意法半导体公司推出的基于ARM Cortex-M内核的通用型单片机。

STM32的硬件配置可以满足大部分的物联网开发需求，开发工具和相关的文档资料齐全，已经成为目前单片机学习的首选对象。

嵌入式和单片机的区别

从前文的介绍来看，嵌入式系统是一个大类，单片机是其中一个重要的子类。嵌入式系统像是一个完整的计算机，而单片机更像是一个没有外设的计算机。以前单片机包括的东西并不算多，两者的硬件区别较为明显。但是，随着半导体技术的突飞猛进，现在各种硬件功能都能被做进单片机之中。所以，嵌入式系统和单片机之间的硬件区别越来越小，分界线也越来越模糊。于是，人们倾向于在软件上进行区分。

从软件上，行业里经常把芯片中不带MMU(memory management unit，内存管理单元)从而不支持虚拟地址，只能裸奔或运行RTOS(实时操作系统，例如ucos、华为LiteOS、RT-Thread、freertos等)的system，叫做单片机(如STM32、NXP LPC系列、NXP imxRT1052系列等)。而把芯片自带MMU可以支持虚拟地址，能够跑Linux、Vxworks、WinCE、Android这样的“高级”操作系统的system，叫做嵌入式。

在某些时候，单片机本身已经足够强大，可以作为嵌入式系统使用。它的成本更低，开发和维护的难度相对较小，尤其是针对一些针对性更强的应用。而嵌入式系统理论上性能更强，应用更广泛，但复杂度高，开发难度大。