嵌入式系统的定义与解析

嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗严格要求的计算机系统。

嵌入式技术可以使电子产品具有比仅使用硬件时更强大更全面的功能，因此可被用于各种电子产品中。

从电子计时器等项目中的少量应用，到游戏控制台甚至主要工厂和其他工业系统等复杂系统中，嵌入式系统的应用方面十分广泛。

嵌入式系统主要包含两个元素：硬件和软件。

嵌入式系统的硬件是基于嵌入式处理器运行的，嵌入式处理器是嵌入式系统的核心。

其本质上是CPU、中央处理器单元、具有集成存储器的处理器，担负着控制系统工作的任务，具有低功耗、多任务实时处理、可扩展结构和较强的中断处理等特点。

嵌入式处理器分为嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)、嵌入式DSP处理器(Embedded Digital Signal Processor, DSP)、嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, MPU)和嵌入式片上系统(System On Chip, SoC)。

硬件部分还包含其他元素，例如内存、输入输出(I/0)接口、用户界面和显示界面等。

近年来，为完成特定任务所制造的微处理器越来越多。

这不仅代表了微处理器制造技术的发展，还在提醒着使用者在选择微处理器型号时应该考虑成本与性能的匹配问题，避免资源无故浪费。

随着物联网行业的快速兴起，由意法半导体公司设计开发的基于ARM Cortex内核的stm32系列通用微处理器，凭借着其自身的低功耗特性、具有丰富的片上资源、简单易用的标准外设库、先进灵活的体系结构和图形支持、高效的实时控制和高功能集成性，逐步成为消费、工业和科研领域中的主流产品。

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ARM Cortex-M系列处理器为MCU用户提供了更优质的开发条件。

Cortex-M系列产品不仅具有上述特性，还具有数字信号处理能力，片上预留引脚较多，方便用户二次开发。

我们所使用的stm32f1xx系列MCU配备的是ARM Cortex-M3内核，stm32f4xx系列MCU配备ARM Cortex-M4内核。

stm32f4xx系列MCU不仅支持浮点运算，还具有多种DSP指令集，可以直接使用函数库进行多种复杂运算，例如脑电信号的滤波、脑电信号分析过程中的矩阵乘除法计算、对特征向量的求模和开方运算等。

且stm32f4xx系列MCU价格合理，在高校中使用已十分普及，所以此系列MCU非常适用于本课题研究。

嵌入式系统的软件是为了实现用户目的在设备上编写相应的程序。

它通常根据在硬件系统上能实现的高级语言格式编写，用的比较多的是C、C++语言，然后向下编译以提供可以存储在硬件内的非易失性存储器内的代码，用以运行微控制器。