嵌入式系统通常由​​硬件层、驱动层、操作系统层、中间件层和应用层​​组成，​​核心架构遵循“高内聚、低耦合”原则​​，确保功能模块化与资源高效协同。硬件层包含处理器、存储及外设；软件分层则通过标准化接口实现跨平台兼容，满足实时性与可靠性需求。

硬件层是嵌入式系统的物理基础，包括微控制器、传感器、电源模块等组件。现代SoC技术将CPU、存储、外设集成于单一芯片，显著缩小体积并降低功耗。例如，车载GPS的处理器需支持多任务调度，而工业控制器的ADC模块则需高精度信号采集。

驱动层直接管理硬件资源，提供初始化、中断控制等底层支持。板级支持包（BSP）是典型实现，如STM32的HAL库封装了GPIO、I2C等操作，使上层代码无需关注寄存器细节。这一层的高效性直接影响系统响应速度，例如温度传感器驱动需优化数据读取延迟。

操作系统层（如FreeRTOS、Linux）负责任务调度和内存管理。实时操作系统通过优先级抢占机制满足严苛时序要求，例如无人机飞控系统需毫秒级任务切换。该层还提供文件系统、网络协议栈等扩展功能，但需平衡功能丰富性与资源占用。

中间件层为应用提供通用服务，如数据库（MySQL嵌入式版）、通信协议（MQTT）。物联网设备通过该层实现云端数据同步，例如智能温控器将采集数据经TCP/IP上传至服务器。设计时需注重协议栈的硬件无关性，便于移植至不同平台。

应用层实现最终业务逻辑，如智能家居的自动化规则。代码需高度优化以减少资源消耗，例如用查表法替代浮点运算。医疗设备等关键领域还需通过静态分析确保零错误。开发者应优先使用模块化设计，便于功能迭代与维护。

​​提示​​：分层设计能显著提升嵌入式软件的复用性，但需根据项目规模灵活调整层级划分。例如资源受限设备可合并驱动层与HAL层，而复杂系统需强化中间件层的协议扩展能力。