现在是技术横飞的时代，尤其是嵌入式发展很快，不止这个当然也还有单片机，有很多刚开始接触嵌入式和单片机的人，他们都会这样问我，这两者有什么区别吗，有些学者们在问到这个问题的时候，一般的回答都会是两者没什么区别吧，因为对于单片机及嵌入式系统来说，没有什么标准的定义来区别他们，可以说每个人的想法都不一样，对这两个的理解也不一样，那我这个小牛就来谈谈我对单片机及嵌入式系统的理解，让你可以透彻的来了解。

对于单片机和嵌入式系统来说，我们要想知道他们之间的区别，或者其他的，那刚开始就需要了解这两个，首先单片机：首先明确概念，什么是单片机，单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，广泛应用在工业控制领域。

就像现在我们都在使用的51单片机外观只是一块一个拇指大小的长方体芯片，共40个引脚，里面包含了逻辑运算单元。实际上也就是一个CPU。

总结，单片机就是完成运算、逻辑控制、通信等功能的单一模块。也就是单片机真的姓“单”。DSP芯片也可以认为是一个单片机。当然它们性能很强大，但是功能依然很单一，总之就是处理数据、逻辑。

那接下来就是嵌入式系统了，一般说嵌入式都是指嵌入式系统，嵌入式系统是将应用程序、操作系统、和计算机硬件在一起的系统，是指以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，其针对的用户应用对功能、可靠性、成本、体积、功耗和使用环境有特殊要求的专用计算机系统。IEEE(Instituteof Electrical and ElectronicsEngineers，美国电气和电子工程师协会)对嵌入式系统的定义：“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。

也就是说嵌入式系统是软硬件结合体，国内普遍认同的嵌入式系统定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。

对于嵌入式系统来说，分为嵌入式硬件和软件

硬件层：

硬件层中包含嵌入式微处理器、存储器(SDRAM、ROM、Flash等)、通用设备接口和I/O接口(A/D、D/A、I/O等)。在一片嵌入式处理器基础上添加电源电路、时钟电路和存储器电路，就构成了一个嵌入式核心控制模块。其中操作系统和应用程序都可以固化在ROM中。

其中核心就是微处理器，嵌入式处理器和一般的电脑cpu还有区别，嵌入式微处理器大多工作在特定设计的系统中，比如TI或者Atmel公司都有很多定位不同的处理器，atmel的SAM系列是专门为物联网设计的，AVR则由于性能十分突出，广泛应用于工业领域。

嵌入式微处理器有各种不同的体系，即使在同一体系中也可能具有不同的时钟频率和数据总线宽度，或集成了不同的外设和接口。据不完全统计，全世界嵌入式微处理器已经超过1000多种，体系结构有30多个系列，其中主流的体系有ARM、MIPS、PowerPC、X86和SH等。但与全球PC市场不同的是，没有一种嵌入式微处理器可以主导市场，仅以32位的产品而言，就有100种以上的嵌入式微处理器。嵌入式微处理器的选择是根据具体的应用而决定的。

比如arm公司有各种各样的处理器架构，最经典的cortex系列，它属于ARMv7架构，这是到2010年为止ARM公司最新的指令集架构。ARMv7架构定义了三大分工明确的系列：“A”系列面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用;“R”系列针对实时系统;“M”系列对微控制器。下图就是cortex系列的不同定位。

在嵌入式领域，可以说arm架构的处理器占据了半壁江山，而arm公司也成为著名的科技公司，而它却没有生产任何处理器，而只是提供了IP，可以看出一流公司做标准。而其他用的比较多的架构就是sparc、powerpc等。

嵌入式系统和外界交互需要一定形式的通用设备接口，如A/D、D/A、I/O等，外设通过和片外其他设备的或传感器的连接来实现微处理器的输入/输出功能。每个外设通常都只有单一的功能，它可以在芯片外也可以内置芯片中。外设的种类很多，可从一个简单的串行通信设备到非常复杂的802.11无线设备。

嵌入式系统中常用的通用设备接口有A/D(模/数转换接口)、D/A(数/模转换接口)，I/O接口有RS-232接口(串行通信接口)、Ethernet(以太网接口)、USB(通用串行总线接口)、音频接口、VGA视频输出接口、I2C(现场总线)、SPI(串行外围设备接口)和IrDA(红外线接口)等。这一点其实和单片机类似。

软件层：

也就是操作系统了，包括内核和文件系统，还有就是更为顶层的应用程序，嵌入式操作系统一般都是Linux或者其他类Unix，还有一些实时操作系统(RTOS)比如VxWorks、RTEMS、ucOS等。

其中Linux还包括不同的distribution，比如Ubuntu、Redhat、Debian、centos等，他们都是采用Linux的内核，不同的是上面的software和tools，当然不用太过于担心标准问题，这些Linux发行版选择的软件几乎都是比较通用的，比如网页服务器的Apache、电子邮件服务器的postfix、sendmail、文件服务器的Samba等。此外还有Linuxstandard base等标准来规范开发者。

类Unix主要是FreeBSD以及Solaris等。

嵌入式领域最常用的还是一些实时操作系统，实时操作系统的核心就是实时性，本质就是任务处理所华为时间的可预测性，即任务需要在规定内时限内完成。IEEE对实时系统的定义是“那些正确性不仅取决于计算的逻辑结果也取决于产生结果所花费时间的系统”。实时操作系统有硬实时和软实时之分，硬实时要求在规定的时间内必须完成操作，这是在操作系统设计时保证的;软实时则只要按照任务的优先级，尽可能快地完成操作即可。我们通常使用的操作系统在经过一定改变之后就可以变成实时操作系统。

单片机及嵌入式系统区别就在于：单片机的处理能力较低，主频大多在几十M上下，和嵌入式动辄上百上千M的处理速度还是相差较多，此外单片机并不具有图形界面的处理能力，也就是GPU的缺乏导致单片机几乎不可能带动图形界面;单片机的存储空间和嵌入式处理器也不是一个等级的，单片机通常片内存储只有几k大小，而由于外设的限制也不太可能大范围增加外设emmc，而嵌入式处理器通常有几百兆的RAM，如此巨大的差别导致单片机几乎不可能像嵌入式处理器那样运行操作系统，甚至连TCP/IP协议栈和USB协议栈都跑不起来，一些高端的单片机比如ST公司的STM32系列，可能可以跑一些轻量级的系统os和嵌入式网络协议栈，比如IwIP协议栈。嵌入式处理器丰富强大的性能决定它能完成更多单片机不能完成的应用，比如网络通信功能，视频传输处理功能等，而当外设存储增加后，嵌入式处理器能够轻松运行各种Linux系统，以及图形GUI界面。

在开发方式上单片机和嵌入式也有较大差别，也就是编译过程的区别，单片机主要在Windows等图形界面下开发，目前有很多成熟的IDE工具比如keil、IAR、以及ti的CCS等，这些工具集编译、汇编、链接、仿真为一体，并且由于在Windows下开发，具有友好的用户界面，开发者只需编写c代码，然后点击编译链接按键即可，出现错误还可以debug或者仿真，上手还是非常快的。而嵌入式开发一般是在Linux下进行的，要将c代码在自己主机上编译完成，然后通过系统镜像或者uboot引导将编译好的文件烧入开发板，由于主机的处理器的x86架构，而编写的代码是为了运行在arm架构或sparc架构的处理器上，因此存在一个交叉编译链的安装，此外，Linux下没有Windows那样的IDE，也就是编译，链接源代码都需要开发者自己完成，一般都是利用GNUmake脚本编写Makefile以及configure文件来完成，Makefile文件中编写如何对c或者h文件编译，也就是编译规则以及依赖文件是什么。这些都需要开发者自己完成。并且以上过程都是在Linux下的终端也就是命令行中完成，这也给嵌入式开发增加了难度。

其实单片机也是嵌入式系统开发的一部分，嵌入式开发的起步是单片机，只要你在学习中，单片机学的好了，那么你就可以接下来的嵌入式arm的开发学习了，如果你能熟练掌握单片机，那么学嵌入式arm就不是事儿，因为芯片操作差不多，都是对数据、地址、控制总线的操作他们都应用于工业，他们也是包含关系，单片机开发就是简单的嵌入式开发。

现在你对单片机及嵌入式是不是了解透彻了呢，如果你才刚开始接触嵌入式及单片机的话，建议你可以先学单片机，然后再去学嵌入式arm开发哦。