嵌入式系統(tǒng)是專用計算機應用系統(tǒng)，它具有一般計算機組成的共性，也是由硬件和軟件組成。本文完整地描述了嵌入式系統(tǒng)的軟硬件各部分的組成結構。

嵌入式系統(tǒng)的硬件基本結構

嵌入式系統(tǒng)的硬件架構，是以嵌入式處理器為中心，由存儲器、I/O設備、通信模塊以及電源等必要的輔助接口組成。嵌入式系統(tǒng)是量身定做的專用計算機應用系統(tǒng)，又不同于普通計算機組成，在實際應用中的嵌入式系統(tǒng)硬件配置非常精簡，除了微處理器和基本的外圍電路以外，其余的電路都可根據需要和成本進行裁剪、定制，非常經濟、可靠。

嵌入式系統(tǒng)的硬件核心是嵌入式微處理器，有時為了提高系統(tǒng)的信息處理能力，常外接DSP和DSP協(xié)處理器（也可內部集成），以完成高性能信號處理。

隨著計算機技術、微電子技術、應用技術的不斷發(fā)展及納米芯片加工工藝技術的發(fā)展，以微處理器為核心的集成多種功能的SoC系統(tǒng)芯片已成為嵌入式系統(tǒng)的核心。在嵌入式系統(tǒng)設計中，要盡可能地滿足系統(tǒng)功能接口的SoC芯片。這些SoC集成了大量的外圍USB、、以太網、AD/DA、IIS等功能模塊。

可編程片上系統(tǒng)SOPC（ On Programmable ）結合了SoC和PLD、各自的技術優(yōu)點，使得系統(tǒng)具有可編程的功能，是可編程邏輯器件在嵌入式應用中的完美體現(xiàn)，極大地提高了系統(tǒng)的在線升級、換代能力。

以SoC/SOPC為核心，用最少的外圍部件和連接部件構成一個應用系統(tǒng)，滿足系統(tǒng)的功能需求，這也是嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的一個方向。

因此，嵌入式設計是以處理器/SoC/SOPC為核心來完成系統(tǒng)設計的，其外圍接口包括存儲設備、通信擴展設備、擴展設備接口和輔助的機電設備（電源、、等），構成硬件系統(tǒng)。

嵌入式系統(tǒng)軟件的層次結構

在設計一個簡單的應用程序時，可以不使用操作系統(tǒng)，但在設計較復雜的程序時，可能就需要一個操作系統(tǒng)（OS）來管理和控制內存、多任務、周邊資源等。依據系統(tǒng)所提供的程序界面來編寫應用程序，可大大減少應用程序員的負擔。

對于使用操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)來說，嵌入式系統(tǒng)軟件結構一般包含4個層面：設備驅動層、實時操作系統(tǒng)、應用程序接口API層、實際應用程序層。有些書籍將應用程序接口API歸屬于OS層，嵌入式系統(tǒng)的軟件結構，是按3層劃分的。由于硬件電路的可裁剪性和嵌入式系統(tǒng)本身的特點，其軟件部分也是可裁剪的。

對于功能簡單，僅包括應用程序的嵌入式系統(tǒng)，一般不使用操作系統(tǒng)，僅有應用程序和設備驅動程序。高性能嵌入式系統(tǒng)的應用越來越廣泛，操作系統(tǒng)的使用成為必然發(fā)展趨勢。本小節(jié)主要講述的是具有操作系統(tǒng)的嵌入式軟件層次。

1.驅動層程序

驅動層程序是嵌入式系統(tǒng)中不可缺少的重要部分，使用任何的外部設備都需要有相應的驅動層程序的支持，它為上層軟件提供了設備的操作接口。上層軟件不會理會設備的具體內部操作，只需調用驅動層程序提供的接口即可。驅動層程序一般包含硬件抽象層HAL、板級支持包BSP和設備驅動程序。

板級支持包實現(xiàn)的功能大體有以下兩個方面：

系統(tǒng)啟動時，完成對硬件的初始化。例如，對系統(tǒng)內存、寄存器以及設備的中斷進行設置。這是比較系統(tǒng)化的工作，它要根據嵌入式開發(fā)所選的CPU類型、硬件以及嵌入式操作系統(tǒng)的初始化等多方面決定BSP應實現(xiàn)什么功能。

為驅動程序提供訪問硬件的手段。驅動程序經常要訪問設備的寄存器，對設備的寄存器進行操作。如果整個系統(tǒng)為統(tǒng)一編址，則開發(fā)人員可直接在驅動程序中用C語言的函數訪問設備寄存器。但是，如果系統(tǒng)為單獨編址，則C語言就不能直接訪問設備中的寄存器，只有匯編語言編寫的函數才能進行對外圍設備寄存器的訪問。BSP就是為上層的驅動程序提供訪問硬件設備寄存器的函數包。