嵌入式系统架构主要分为硬件层、中间层、系统软件层和应用层四层，核心设计原则包括分层化、模块化和可扩展性。以下是具体解析：

一、硬件层

• 核心组件 ：包括嵌入式微处理器（如ARM、MIPS）、存储器（Cache、RAM、ROM/Flash）及I/O接口（A/D/D/A转换器、RS-232/以太网等）。

• 特点 ：集成度高、功耗低、体积小，支持冯·诺伊曼或哈佛体系结构。

二、中间层

• 功能定位 ：作为硬件与软件的桥梁，负责设备初始化、数据采集与处理、协议解析等。

• 典型任务 ：传感器数据预处理、通信协议转换（如Wi-Fi/4G/LoRa）、硬件配置管理等。

三、系统软件层

• 核心模块 ：包括操作系统（如RTOS、Linux）、驱动程序和框架库。

• 架构模式 ：

  • 分层化架构 ：明确划分系统、子系统、功能模块，支持按需剪裁非必要组件。

  • 事件驱动架构 ：通过事件循环和回调函数实现响应式处理，适用于传感器中断、按键操作等场景。

四、应用层

• 业务实现 ：包含核心业务逻辑（如报警控制、菜单交互）和第三方应用集成。

• 扩展性 ：支持多设备协同和功能扩展，例如鸿蒙系统通过“系统→子系统→功能模块”逐级展开。

五、设计原则

• 模块化 ：各层职责明确，便于维护和升级。

• 可扩展性 ：通过分层和模块化设计，支持动态添加或移除功能。

• 实时性 ：采用DARTS等实时系统设计方法，确保任务按时执行。

以上架构适用于物联网、工业控制等复杂场景，通过分层与模块化设计平衡了性能与灵活性。