嵌入式系統(tǒng)有什么特點(diǎn)(精華)

　　近幾年來(lái)，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，嵌入式技術(shù)日漸普及，在通訊、網(wǎng)絡(luò)、工控、醫(yī)療、電子等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用;隨著嵌入式技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品不斷滲透到人們?nèi)粘Ｉ?，大大小小公司?duì)于嵌入式開(kāi)發(fā)人才招聘需求猛增。而嵌入式技術(shù)一定離不開(kāi)嵌入式系統(tǒng)，那么下面小編來(lái)給同學(xué)們講講嵌入式系統(tǒng)與通用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比有哪些顯著特征：

　　(1) 是“專用”的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

　　嵌入式系統(tǒng)通常是面向特定任務(wù)的，而不同于一般通用PC計(jì)算平臺(tái)，是“專用”的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

　　嵌入式系統(tǒng)微處理器大多非常適合于工作在為特定用戶群所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，稱為“專用微處理器”，它專用于某個(gè)特定的任務(wù)，或者很少幾個(gè)任務(wù)。具體的 應(yīng)用需求決定著嵌入式處理器的性能選擇和整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。如果要更改其任務(wù)，就可能要廢棄整個(gè)系統(tǒng)并重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。

　　(2) 運(yùn)行環(huán)境差異大

　　嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境差異很大。

　　嵌入式系統(tǒng)無(wú)所不在，但運(yùn)行環(huán)境差異也很大，可運(yùn)行在飛機(jī)上，冰天雪地的兩極中，驕陽(yáng)似火的汽車?yán)?，要求溫濕度恒定的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室等。特別是在惡劣的環(huán)境或突然斷電的情況下，要求系統(tǒng)仍能夠正常工作。這些情況對(duì)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，意味著要同時(shí)考慮到硬件與軟件?！皣?yán)酷的環(huán)境”一般意味著更高的溫度與濕度。軍用設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)對(duì)嵌入式元器件的要求非常嚴(yán)格，并且在價(jià)格上與商用，民用差別很大。

　　(3) 比普通PC系統(tǒng)資源少

　　嵌入式系統(tǒng)比通用PC系統(tǒng)資源少的多。

　　通用PC系統(tǒng)有數(shù)不勝數(shù)的系統(tǒng)資源，可輕松的完成各種工作。在自己的PC機(jī)上編寫(xiě)程序的同時(shí)，可播放MP3，CD，下載資料等。因?yàn)閭€(gè)人PC擁有512MB內(nèi)存，80GB硬盤空間，并且在SCSI卡上連接軟驅(qū)和CD-ROM驅(qū)動(dòng)器已經(jīng)非常普遍的配置了。而控制GPS接收機(jī)的嵌入式系統(tǒng)，由于是專門用來(lái)執(zhí)行很少的幾個(gè)確定的任務(wù)，它所能管理的資源比通用PC系統(tǒng)少得多。當(dāng)然，這主要是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)性，不能使用普通CPU。這就意味著所選用的CPU只能管理很少的資源，其成本更低，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。

　　(4) 功耗低，體積小，集成度高，成本低

　　嵌入式系統(tǒng)“嵌入”到對(duì)象的體系中，對(duì)對(duì)象，環(huán)境和嵌入式系統(tǒng)本身具有嚴(yán)格的要求。一般的嵌入式系統(tǒng)具有功耗低，體積小，集成度高，成本低等特點(diǎn)。

　　通用PC有足夠大的內(nèi)部空間，具有良好的通風(fēng)能力，但是系統(tǒng)中的Pentium或AMD處理器均配備龐大的散熱片和冷卻風(fēng)扇進(jìn)行系統(tǒng)散熱。而許多嵌入式系統(tǒng)就沒(méi)有如此充足的電能供應(yīng)，尤其是便攜式嵌入式設(shè)備，即使有足夠的電源供應(yīng)，散熱設(shè)備的增加也往往是不方便的。因此，在設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)盡可能降低功耗。整個(gè)系統(tǒng)有嚴(yán)格的功耗預(yù)算，因?yàn)橄到y(tǒng)中的處理器大部分時(shí)間必須工作在低功耗的睡眠模式下，只有在需求處理任務(wù)時(shí)，它才會(huì)醒來(lái)。軟件必須圍繞這種特性進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此，一般的外部事件通過(guò)中斷驅(qū)動(dòng)，喚醒系統(tǒng)工作。

　　功耗約束影響了系統(tǒng)設(shè)計(jì)決策的很多方面，包括處理器的選擇，內(nèi)存體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等。系統(tǒng)要求的功耗很有可能決定軟件是用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，還是用C或C++語(yǔ)言編寫(xiě)，這是由于必須在功耗預(yù)算內(nèi)使用系統(tǒng)達(dá)到最佳性能。功耗需求由CPU時(shí)鐘速度以及使用的其他部件的數(shù)量來(lái)決定。因此，從軟件設(shè)計(jì)人員的觀點(diǎn)來(lái)看，功耗約束可能成為決定性的系統(tǒng)約束，它決定了軟件工具的選擇，內(nèi)存的大小和性能的好壞。

　　能夠把通用CPU中許多板卡完成的任務(wù)集成在高度集成的SoC系統(tǒng)芯片內(nèi)部，而不是微處理器與分立外設(shè)的組合，就能節(jié)省許多印制電路板，連接器等，使系統(tǒng)的體積，功耗，成本大大降低，也能提高移動(dòng)性和便捷性，從而使嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)趨于小型化，專業(yè)化。

　　嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率的設(shè)計(jì)，在保證穩(wěn)定，安全，可靠的基礎(chǔ)上量體裁衣，去除冗余。力爭(zhēng)用最少的軟硬件資源實(shí)現(xiàn)較高的性能。這樣，才能最大限度地降低應(yīng)用成本，從而在具體應(yīng)用中更有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

　　(5) 具有系統(tǒng)測(cè)試和可靠性評(píng)估系

　　建立完整的嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)測(cè)試和可靠性評(píng)估體系，保證嵌入式系統(tǒng)高效，可靠，穩(wěn)定地工作。

　　嵌入式應(yīng)用的復(fù)雜性，繁雜行要求設(shè)計(jì)的代碼應(yīng)該是完全沒(méi)有錯(cuò)誤的。怎樣才能科學(xué)，完整的測(cè)試全天候運(yùn)行的嵌入式復(fù)雜軟件呢?首先，需要科學(xué)的測(cè)試方法，建立科學(xué)的系統(tǒng)測(cè)試和可靠性評(píng)估體系，盡可能避免因?yàn)橄到y(tǒng)的不可靠而造成巨大損失。其次，引入多種嵌入式系統(tǒng)的測(cè)試方法和可靠性評(píng)估體系。在大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)中一般都包括一些機(jī)制，比如看門狗定時(shí)器，它在軟件失去控制之后使之重新開(kāi)始正常運(yùn)行。總之，嵌入式軟件測(cè)試和評(píng)估體系是非常復(fù)雜的一門學(xué)科。

　　(6) 具有較長(zhǎng)的生命周期

　　嵌入式系統(tǒng)是和實(shí)際具體應(yīng)用有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，它的升級(jí)換代也是和具體產(chǎn)品同步進(jìn)行的。因此，一旦定型進(jìn)入市場(chǎng)，一般就具有較長(zhǎng)的生命周期。

　　(7) 具有固化在非易失性存儲(chǔ)器中的代碼

　　嵌入式系統(tǒng)的目標(biāo)代碼通常是固化在非易失性存儲(chǔ)器芯片中。

　　嵌入式系統(tǒng)開(kāi)機(jī)后，必須有代碼對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，以便其余的代碼能夠正常運(yùn)行。這就是建立運(yùn)行時(shí)的環(huán)境，比如初始化RAM放置變量，測(cè)試內(nèi)存的完整性，測(cè)試ROM完整性以及其他初始化任務(wù)。為了系統(tǒng)的初始化，幾乎所有系統(tǒng)都要在非易失性存儲(chǔ)器中存放代部分代碼。為了提高執(zhí)行速度和可靠性，大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)常把所有代碼固化，存放在存儲(chǔ)器芯片或者處理器的內(nèi)部存儲(chǔ)器中，而不使用外部的磁盤等存儲(chǔ)介質(zhì)。

　　(8) 使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS

　　嵌入式系統(tǒng)使用的操作系統(tǒng)一般都是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS，系統(tǒng)有實(shí)時(shí)約束。

　　嵌入式系統(tǒng)往往對(duì)時(shí)間的要求非常嚴(yán)格，切一般都是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS。嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)隨時(shí)都要對(duì)正在運(yùn)行的任務(wù)授予最高優(yōu)先級(jí)別。嵌入式任務(wù)是時(shí)間關(guān)鍵性約束，它必須在某個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)完成，否則由其控制的功能就會(huì)失效。例如，控制飛行棋穩(wěn)定飛行的控制系統(tǒng)如果因?yàn)榉答佀俣炔粔?，其控制算法就可能?huì)失效，飛行器在空中飛行就會(huì)出問(wèn)題。

　　(9) 需要專用開(kāi)發(fā)工具和方法進(jìn)行設(shè)計(jì)

　　從調(diào)試的觀點(diǎn)看，代碼在ROM中意味著調(diào)試器不能在ROM中設(shè)置斷點(diǎn)。要設(shè)置斷點(diǎn)，調(diào)試器必須能夠用特殊指令取代用戶指令。嵌入式調(diào)試已發(fā)展出支持嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程的專用工具套件。

　　(10) 包含專用調(diào)試電路

　　目前常用的嵌入式微處理器較過(guò)去相比，最大區(qū)別是芯片上都包含專用調(diào)試電路。事實(shí)上，大多數(shù)廠商發(fā)現(xiàn)為所有芯片加入調(diào)試電路更經(jīng)濟(jì)。嵌入式處理器發(fā)展到現(xiàn)在，廠商都意識(shí)到了具有片上調(diào)試電路是嵌入式產(chǎn)品應(yīng)用的必備條件之一。也就是說(shuō)，他們的芯片必須能夠提供很好的嵌入式解決方案，解決嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)及調(diào)試問(wèn)題，這樣才會(huì)使面臨上市壓力的應(yīng)用開(kāi)發(fā)者在考慮其嵌入式系統(tǒng)芯片時(shí)，采用這些廠商的芯片。

　　(11) 是知識(shí)集成系統(tǒng)

　　嵌入式系統(tǒng)是技術(shù)密集，資金密集，密度分散，不斷創(chuàng)新的知識(shí)集成系統(tǒng)。

　　嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，半導(dǎo)體工藝，電子技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與各領(lǐng)域的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物。這一特點(diǎn)決定了它必然是一個(gè)技術(shù)密集，資金密集，高度分散，不斷創(chuàng)新的知識(shí)集成系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用前景和巨大的發(fā)展?jié)摿σ殉蔀?1世紀(jì)IT技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一。

　　以上是尚觀教育小編給同學(xué)們介紹的嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)，希望這些對(duì)同學(xué)們學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)有所幫助。另外，同學(xué)們?nèi)绻心男╆P(guān)于嵌入式不懂的問(wèn)題記得及時(shí)給小編留言哦。