工程師們常常接觸嵌入式和單片機(jī)，但兩者到底有何異同呢？大家未必能說得清楚。實(shí)際上，嵌入式和單片機(jī)還要有區(qū)別的。華為云開發(fā)者聯(lián)盟此前曾根據(jù)兩者的特性做了詳細(xì)的技術(shù)科普。
本文中，我愛方案網(wǎng)轉(zhuǎn)載部分節(jié)選內(nèi)容如下，供工程師們參考學(xué)習(xí)。
01 什么是單片機(jī)？
首先，我們來了解一下到底什么是單片機(jī)。
嵌入式系統(tǒng)的核心是嵌入式處理器。嵌入式處理器一般可以分為以下幾種類型：
嵌入式微控制器MCU（Micro Control Unit）
嵌入式DSP處理器（Digital Signal Processor）
嵌入式微處理器MPU（Micro Processor Unit）
嵌入式片上系統(tǒng)SoC（System on Chip）
可編程片上系統(tǒng)SoPC（System on a Programmable Chip）
我們的單片機(jī)屬于嵌入式微控制器MCU（Micro Control Unit）。
MCU內(nèi)部集成ROM/RAM、總線邏輯、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、看門狗、I/O、串口、A/D、D/A、FLASH等。典型代表如8051、8096、C8051F等。
單片機(jī)就是在一個(gè)芯片（Chip）上集成了CPU、SRAM、Flash及其他需要模塊，在一個(gè)Chip上實(shí)現(xiàn)一個(gè)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所以就叫Single Chip Microcomputer，也就是單片機(jī)了。
它其實(shí)就是一種集成電路芯片，是通過超大規(guī)模集成電路技術(shù)，將CPU、RAM、ROM、輸入輸出和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能，塞進(jìn)一塊硅片上，變成一個(gè)超小型的計(jì)算機(jī)。
這么說來，單片機(jī)不就是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)？
別急，我們往下看。
“單片機(jī)”其實(shí)是一種古老的叫法。在那個(gè)年代半導(dǎo)體工藝還在起步階段，集成能力很差，往往是CPU一個(gè)芯片，SRAM一個(gè)芯片，F(xiàn)lash一個(gè)芯片，需要中斷的話又得有個(gè)專門處理中斷的芯片，所以一個(gè)完整可用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是很多個(gè)芯片（Chip）做在一個(gè)PCB板上構(gòu)成的。
不同的功能無法做進(jìn)一個(gè)芯片（Chip），所以會(huì)有多片機(jī)?，F(xiàn)在半導(dǎo)體技術(shù)早已非常發(fā)達(dá)，所以不存在多片機(jī)。但是，“單片機(jī)”的叫法卻一直延用至今。
單片機(jī)技術(shù)從上世紀(jì)70年代末誕生，早期的時(shí)候是4位，后來發(fā)展為8位，16位，32位。它真正崛起，是在8位時(shí)代。8位單片機(jī)功能很強(qiáng)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、儀器儀表、家電汽車等領(lǐng)域。
我們?cè)谘芯繂纹瑱C(jī)的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)聽到一個(gè)詞——51單片機(jī)。讓我們來了解一下它究竟是什么。
51單片機(jī)，其實(shí)就是一系列單片機(jī)的統(tǒng)稱。該系列單片機(jī)，兼容Intel 8031指令系統(tǒng)。它們的始祖，是Intel（英特爾）的8004單片機(jī)。
注意，51單片機(jī)并不全是英特爾公司產(chǎn)品。包括ATMEL（艾德梅爾）、Philips（飛利浦）、華邦Dallas（達(dá)拉斯）、Siemens（西門子）、STC（國(guó)產(chǎn)宏晶等公司，也有很多產(chǎn)品屬于51單片機(jī)系列。
ATMEL公司的51單片機(jī)，AT89C51這是一個(gè)51單片機(jī)的開發(fā)板，中間那個(gè)芯片才是51單片機(jī)。
51單片機(jī)曾經(jīng)在很長(zhǎng)時(shí)間里都是市面上最主流、應(yīng)用最廣泛的單片機(jī)，占據(jù)大量的市場(chǎng)份額。
51單片機(jī)其實(shí)放在現(xiàn)在毫無技術(shù)優(yōu)勢(shì)，是一種很老的技術(shù)。之所以它的生命力頑強(qiáng)，除了它曾經(jīng)很流行之外，還有一個(gè)原因，就是英特爾公司徹底開放了51內(nèi)核的版權(quán)。
所以，無論任何單位或個(gè)人，都可以毫無顧忌地使用51單片機(jī)，不用付費(fèi)，也不用擔(dān)心版權(quán)風(fēng)險(xiǎn)，所以很多學(xué)校也都在用這個(gè)。
此外，51單片機(jī)擁有雄厚的存量基礎(chǔ)和群眾基礎(chǔ)。很多老項(xiàng)目都是用的51單片機(jī)，出于成本的考慮，有時(shí)候只能繼續(xù)沿用51單片機(jī)的技術(shù)進(jìn)行升級(jí)。
而且，很多老一輩的工程師，都精通51單片機(jī)開發(fā)技術(shù)。
所以，51單片機(jī)的生命力得以不斷延續(xù)。
2 什么是嵌入式？
嵌入式系統(tǒng)是一種專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，作為裝置或設(shè)備的一部分。通常，嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)控制程序存儲(chǔ)在ROM中的嵌入式處理器控制板。
事實(shí)上，所有帶有數(shù)字接口的設(shè)備，如手表、微波爐、錄像機(jī)、汽車等，都使用嵌入式系統(tǒng)，有些嵌入式系統(tǒng)還包含操作系統(tǒng)，但大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)都是由單個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)整個(gè)控制邏輯。
從應(yīng)用對(duì)象上加以定義，嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機(jī)械等附屬裝置。國(guó)內(nèi)普遍認(rèn)同的嵌入式系統(tǒng)定義為：
以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
嵌入式系統(tǒng)具體應(yīng)用于哪些“專用”方向呢？
舉例如下：
辦公自動(dòng)化：打印機(jī)，復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)
軍事及航天類產(chǎn)品：無人機(jī)、雷達(dá)、作戰(zhàn)機(jī)器人
家電類產(chǎn)品：數(shù)字電視、掃地機(jī)器人、智能家電
醫(yī)療電子類產(chǎn)品：生化分析儀血液分析儀、CT
汽車電子類產(chǎn)品：引擎控制、安全系統(tǒng)、汽車導(dǎo)航與娛樂系統(tǒng)
網(wǎng)絡(luò)通信類產(chǎn)品：通信類交換設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 (交換機(jī)、路由器、網(wǎng)絡(luò)安全)
通信與娛樂：手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、音樂播放器、可穿戴電子產(chǎn)品、PSP游戲機(jī)
工業(yè)控制類產(chǎn)品：工控機(jī)交互式終端 (POS、ATM)、安全監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集與傳輸、儀器儀表
上述這些領(lǐng)域，都使用了嵌入式系統(tǒng)。這還只是冰山一角。
可以說，嵌入式系統(tǒng)完完全全地融入了我們，時(shí)刻影響著我們的工作和生活。
嵌入式系統(tǒng)，既然是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，那么肯定離不開硬件和軟件。
一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的典型架構(gòu)如下：
這里最重要的就是嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式微處理器。
從硬件角度來看，嵌入式系統(tǒng)就是以處理器（CPU）為核心，依靠總線（Bus）進(jìn)行連接的多模塊系統(tǒng)：
其實(shí)大家不難看出和個(gè)人PC是一樣的方式。
單片機(jī)是有清晰定義的，就是單個(gè)片（chip）上的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。而不同的單片機(jī)雖然配置不同，性能不同，廠家不同，甚至指令集和開發(fā)方式不同，但是都是在一個(gè)片上的完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這個(gè)定義不會(huì)錯(cuò)。
而嵌入式就是個(gè)不清晰的定義了，并沒有非常明確的關(guān)于“嵌入式”這個(gè)詞的定義。他也不像單片機(jī)一樣，是個(gè)確定的“物”的名字。
3 單片機(jī)是不是嵌入式？
那么單片機(jī)到底是不是嵌入式呢？
簡(jiǎn)單來說：是。
因?yàn)楹芏嗲度胧疆a(chǎn)品中被嵌入的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就是單片機(jī)，譬如空調(diào)中嵌入的控制板其實(shí)核心就是個(gè)單片機(jī)。實(shí)際上大部分家電產(chǎn)品中嵌入的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都是單片機(jī)。
因?yàn)閱纹瑱C(jī)足夠簡(jiǎn)單便宜而且夠用，所以使用單片機(jī)是最劃算最適合的。
而單片機(jī)現(xiàn)在出貨量最大的領(lǐng)域也就是家電產(chǎn)品了，當(dāng)然未來IOT類的應(yīng)用會(huì)越來越多，會(huì)成為單片機(jī)的很大的增量市場(chǎng)。
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