嵌入式系统的构建流程涉及从芯片制造的基础环节，到系统最终运行的一系列复杂过程，下面将进行全面解析。

1.芯片制造

：芯片制造始于从沙子中提取单晶硅。沙子主要成分是二氧化硅，通过碳还原反应得到粗硅，再经提纯、拉晶等步骤制成单晶硅棒，切割后得到晶圆。晶圆是集成电路的载体，其表面要实现各种电路，这基于PN结的原理。PN结由在半导体两边分别掺入三价和五价元素形成，具有单向导电性，是二极管、三极管等半导体器件的核心。在晶圆上实现电路需经过光刻、离子注入等复杂工艺，最终制成芯片电路，再经切割、封装、测试等流程，芯片才得以成品化。

2.CPU设计与计算机体系结构

：CPU设计是嵌入式系统的关键。现代CPU基于图灵机的构想，内部包含算术逻辑运算单元、控制单元、寄存器等。其设计流程包括芯片规格设计、HDL代码实现、逻辑综合、仿真验证和后端设计等多个环节。计算机体系结构方面，有冯·诺依曼架构和哈弗架构等。冯·诺依曼架构将指令和数据混合存储，结构简单；哈弗架构则将指令和数据分开存储，能提高运行效率。现代ARM SoC芯片常采用混合架构，结合两者优势 。

3.程序编译、链接与安装

：在嵌入式开发中，程序编译过程复杂且关键。C程序由多个源文件组成，编译时先经过预处理，处理各种预处理命令，如头文件包含、宏展开等；接着进行编译，将C文件转换为汇编文件，再通过汇编器生成可重定位目标文件；最后由链接器将这些目标文件链接成可执行文件。链接过程包括分段组装、符号决议和重定位，链接脚本在其中起到重要作用，它规定了各个段的组装顺序、起始地址等信息。程序安装方面，在Linux环境下，可执行文件通常复制到系统默认路径，如/bin、/usr/bin等；在Windows环境下，则通过安装包进行安装，并在桌面上生成快捷方式 。

4.系统运行

：在有操作系统的环境下，如Linux，程序运行时加载器会将可执行文件从ROM加载到内存，进行初始化和动态库重定位等操作后，跳转到程序入口运行。程序在内存中有特定的地址空间分布，不同的段（代码段、数据段等）被加载到相应位置。在裸机环境下，系统上电后没有程序运行环境，需借助第三方工具（如ADS1.2通过JTAG接口 ）将程序加载到内存运行。以Linux内核镜像为例，常借助U-boot将其从Flash存储分区加载到内存 。

5.软件编程与优化

：嵌入式系统开发常用C语言和汇编语言。C语言方便进行复杂逻辑编程，而汇编语言能直接操作硬件。两者协同编程可发挥各自优势，如在启动代码中，先由汇编代码初始化内存堆栈环境，再跳转到C语言程序执行。此外，为提高系统性能，还会涉及内存管理优化，包括堆内存和栈内存的管理。在堆内存管理方面，不同操作系统有不同的实现方式，如uC/OS将堆内存分成若干分区进行管理，Linux则通过brk系统调用和内存分配器（如ptmalloc ）来管理堆内存 。