介绍嵌入式系统的基本概念，都是概念性的东西，没什么意思大致写一下 ## 嵌入式系统简介

嵌入式系统的定义

嵌入式系统就是嵌入到对象体系中、用于执行特定功能的专用计算机系统。

  • 嵌入性：嵌入到对象体系中，有对象环境的要求
  • 专用性：软、硬件需要按照对象的要求进行裁剪
  • 计算性：实现对象的智能化功能

嵌入式系统的组成

  • 微处理器
  • 外围支撑硬件
  • 嵌入式实时操作系统
  • 用户应用软件

嵌入式系统多使用RISC（精简指令集系统），操作系统与应用程序都固化在模块的ROM/Flash/OTP中。

嵌入式不一定要有操作系统

嵌入式微处理器

嵌入式微处理器分类

8位：一般是哈佛结构，成本低，可靠性高

32位：一般是冯.诺伊曼/普林斯顿体系结构，成本高，灵活性好。

哈佛结构：程序存储器和数据存储器是独立编制的两个存储空间，允许在一个机器周期内同时获取指令码（程序存储器中）和操作数（数据存储器中），而且因为程序存储器是只读存储器，因此可靠性高

冯.诺伊曼/普林斯顿体系结构：共用一个存储空间，统一编址，地址和数据总线使用一个总线

应用角度分类

  • EMPU(Embedded Microprocessor Unit):仅仅保留与应用相关的功能部件，计算处理能力强，常工作于恶劣环境中
  • MCU(Micro Controller Unit)：将整个计算机系统集成到一块芯片中，单片机接口能力强大，计算能力相对弱（和EMPU相反）
  • DSP(Digital Signal Processor)：主要用于某些专用算法的计算，强调对于连续数据流的处理以及高精度的复杂运算
  • SoC(System on Chip)：片上不仅仅只是处理器内核，而且将外围设备也集成一部分到单个芯片上，比起MCU，可以将整个嵌入式系统的大部分都集中到一块芯片中，外接的设备很少

ARM

特点：

  • 体积小、低功耗、低成本、高性能
  • Thumb（16位）/ARM（32位）都支持，兼容8/16位的器件
  • 单周期指令（RISC）
  • 大量使用寄存器，减少内存的访存

ARM7

便宜、省电的32位核，3级流水线，冯.诺伊曼结构

ARM9

高性能、低功耗，5级流水线，哈佛结构

ARM10

64位AHB指令和数据接口，6级流水线，性能比ARM9提升50%

ARM11

提供两种新型的节能方式，功耗小

Cortex(ARM新的命名体系)

  • Cortex-A:高性能
  • Cortex-R:高可靠性，实时应用
  • Cortex-M:低功耗，代替单片机

嵌入式操作系统

Linux、Windows CE、μC/OS、Palm OS、Vx Works

嵌入式系统安全

攻击分类

根据攻击对象

  • 获取隐私数据，需要对敏感信息数据进行加密保护
  • 拒绝服务，添加可靠的资源分配组件来保护
  • 修改嵌入式系统相关数据或代码，通过在运行前通过对嵌入式系统相关代码进行完整性检测

根据工具或手段

  • 软件攻击：病毒、木马、蠕虫
  • 硬件攻击：硬件分解、电磁干扰、探针
  • buffer overflow

防范手段

  • 使用安全操作系统：这些系统具有身份认证、自主访问控制和安全审计功能
  • 增添加密运算模块
  • 使用可信计算的思想