一、基本概念
嵌入式系统是一类特殊的计算机系统，它以应用为中心、以计算机技术为基础，将可配置与可裁剪的软件、硬件集成于一体，是为特定应用场景打造的专用计算机系统。这类系统需要严格满足应用在功能、可靠性、成本、体积和功耗等多方面的要求。
从计算机技术的视角来看，嵌入式系统是嵌入到各种设备及应用产品内部的计算机系统。它主要承担信号控制的功能，具备体积小、结构紧凑的特点，能作为一个部件直接埋藏在被控制的装置之中。
二、系统组成与初始化过程
一般而言，嵌入式系统的组成包含以下关键部分：嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统、支撑软件以及应用软件。这些部分相互配合，共同实现嵌入式系统的特定功能。
在系统启动阶段，嵌入式系统会经历 “三步走” 的初始化过程：
- 片级初始化：针对嵌入式处理器芯片自身的初始化，完成芯片内部寄存器、基本功能模块的配置。
- 板级初始化：对处理器所在的电路板（包含外部存储、接口等硬件）进行初始化，建立硬件之间的基本连接与通信。
- 系统级初始化：基于前两步的基础，加载嵌入式操作系统、配置系统资源，为应用软件运行做好准备。
三、嵌入式微处理器分类及特点
嵌入式处理器是嵌入式系统的核心，需根据不同使用场景选择类型。从分类上看，主要有MPU、MCU、DSP、GPU、SoC等，它们各自具备鲜明特点：
1. 微处理器（MPU）
MPU 通常被装配在专门设计的电路板上，仅保留与嵌入式应用相关的母板功能。它一般以某一种微处理器内核为核心，衍生产品的处理器内核保持一致，差异主要体现在存储器、外设的配置以及封装形式上。
2. 微控制器（MCU）
MCU 又称 “单片机”。与 MPU 相比，它的最大优势在于 “单片化”—— 将处理器、存储器、外设等集成于单一芯片，这使得体积大幅减小，进而降低了功耗与成本，同时提高了系统可靠性。
3. 信号处理器（DSP）
DSP 处理器对系统结构和指令进行了特殊设计（通常采用哈佛结构），这让它非常适合执行 DSP 算法，编译效率高，指令执行速度也更快，在信号处理领域（如音频、图像实时处理）应用广泛。
4. 图形处理器（GPU）
GPU 是 “图形处理单元” 的缩写，是可执行 3D 图形渲染等图像任务的半导体芯片。它能承担图像和图形相关的运算工作，减少对 CPU 的依赖，尤其在 3D 图形处理中，借助硬件 T&L（变换与光照）、纹理压缩等核心技术，保障了 3D 快速渲染的能力。如今，GPU 已广泛应用于个人电脑、工作站、游戏机及移动设备等，其内部集成了成千上万个可在 GHz 频率下运行的核心，能高速处理图像数据，最新 GPU 的峰值性能甚至可突破 100 TFLOps（万亿次浮点运算每秒）。
5. 片上系统（SoC）
SoC 是追求产品系统最大包容的集成器件，既是 “产品”（具有专用目标的集成电路，包含完整系统与嵌入式软件全部内容），也是 “技术”（实现从系统功能确定到软 / 硬件划分、完成设计的全过程）。它成功实现了软硬件的无缝结合，可直接在微处理器片内嵌入操作系统的代码模块，减小了系统体积与功耗，提升了可靠性与设计生产效率。
从定义角度，狭义的 SoC 是信息系统核心部件的芯片集成（将关键部件集成于一块芯片）；广义的 SoC 则是一个 “微小型系统”—— 若把中央处理器（CPU）比作 “大脑”，SoC 就如同包含 “大脑、心脏、眼睛和手” 的完整系统。学术界普遍认为，SoC 是将微处理器、模拟 IP 核、数字 IP 核和存储器（或片外存储控制接口）集成在单一芯片上的器件，通常为客户定制或面向特定用途的标准产品。
通过对基本概念、系统组成与初始化、核心处理器的了解，能更清晰地认识嵌入式系统 —— 这类 “隐藏” 在各类设备中的专用计算机系统，正凭借其高效、专用的特点，支撑着众多行业的智能化应用。