嵌入式系統(tǒng)的概述

經(jīng)過40多年的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在科學(xué)研究、工程設(shè)計、軍事技術(shù)，各類產(chǎn)業(yè)、商業(yè)文化藝術(shù)、娛樂業(yè)、人們的日常生活等方方面面。隨著數(shù)字信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展。計算機、通信、消費電子的一體化趨勢日益明顯，這必將培育出一個龐大的嵌入式市場。嵌入式系統(tǒng)技術(shù)也成為當(dāng)前關(guān)注、學(xué)習(xí)、研究的熱點。

嵌入式系統(tǒng)的概念

嵌入式系統(tǒng)是硬件 和軟件緊密結(jié)合的專用計算機系統(tǒng)?！扒度胧健狈从沉诉@些系統(tǒng)通常是更大系統(tǒng)中的一個組成部分。嵌入式系統(tǒng)本身是一個相對模糊的定義，不同的組織對其定義也略有不同，但大意是相同的，我們來看一下嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)定義。

ARM工控主板_NXP_LS1046A

按照電氣和電子工程師學(xué)會(IEEE的定義，嵌入式系統(tǒng)是控制、監(jiān)視或輔助機器和設(shè)備運行的裝置。這個定義主要是從嵌入式系統(tǒng)的用途方面來進行定義的。更具一般性，也是在多數(shù)書籍資料中使用的關(guān)于嵌入式系統(tǒng)的定義：嵌入式系統(tǒng)是指以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件、硬件可剪裁，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積和功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。它包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器/微處理器、存儲器及外設(shè)器件、I/O端口、圖形控制器等。軟件包括操作系統(tǒng)軟件(要求實時和多任務(wù)操作)和應(yīng)用程序編程。有時設(shè)計人員把這兩種軟件組合在起， 應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運作和行為，而操作系統(tǒng)控制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用。

由以上嵌入式系統(tǒng)的定義可知，嵌入式系統(tǒng)在應(yīng)用數(shù)量上遠遠超過了各種通用計算機，一臺通用計算機的外部設(shè)備中就包含了5~ 10個嵌入式微處理器，鍵盤、鼠標(biāo)、軟驅(qū)、硬盤、顯示卡、顯示器、調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)卡、聲卡、打印機、掃描儀、攝像頭、USB集線器等均是由嵌入式處理器控制的。

嵌入式計算機系統(tǒng)同通用型計算機系統(tǒng)相比具有以下特點：

①嵌入式系統(tǒng)通常是面向特定應(yīng)用的嵌入式中央微處理器(CPU), 與通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在為特定用戶群設(shè)計的系統(tǒng)中，執(zhí)行的是帶有特定要求的預(yù)先定義的任務(wù)，如實時性、安全性、可用性等。它通常具有低功耗、體積小、集成度高等特點，能夠把通用CPU中許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部，從而有利于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計趨于小型化，移動能力大大增強，跟網(wǎng)絡(luò)的耦合也越來越緊密。

②嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、電子技術(shù)與各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物。這一點就決定了它必然是一個技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。

③嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計，量體裁衣、去除冗余。由于嵌入式系統(tǒng)通常需要進行大量生產(chǎn)，所以單個成本的節(jié)約，能夠隨著產(chǎn)量進行成百上千的放大。

④嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機地結(jié)合在-起， 它的升級換代和具體產(chǎn)品同步進行，嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進入市場，具有較長的生命周期。

⑤為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入式系統(tǒng)中的軟件般 都固化在 存儲器芯片中或單片機內(nèi)部，而不是存儲于磁盤等載體中。

⑥嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開發(fā)能力，即使設(shè)計完成以后用戶通常也不能對其中的程序功能進行修改，必須有套開發(fā)工具和環(huán)境才能進行開發(fā)。