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嵌入式系統

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嵌入式系統是一種"完全嵌入受控器件內部,為特定應用而設計的專用計算機系統",根據英國電氣工程師協會的定義,嵌入式系統為控制、監視或輔助設備、機器或用於工廠運作的設備。與個人計算機這樣的通用計算機系統不同,嵌入式系統通常執行的是帶有特定要求的預先定義的任務。由於嵌入式系統只針對一項特殊的任務,設計人員能夠對它進行優化,減小尺寸降低成本。嵌入式系統通常進行大量生產,所以單個的成本節約,能夠隨着產量進行成百上千的放大。

嵌入式系統是用來控制或者監視機器、裝置、工廠等大規模設備的系統。國內普遍認同的嵌入式系統定義為:以應用為中心,以計算機技術為基礎,軟硬件可裁剪,適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統。

嵌入式系統的核心是由一個或幾個預先編程好以用來執行少數幾項任務的微處理器或者單片機組成。與通用計算機能夠運行用戶選擇的軟件不同,嵌入式系統上的軟件通常是暫時不變的;所以經常稱為"固件"。


簡介

嵌入式系統(Embedded system)是「控制、監視或者輔助裝置、機器和設備運行的裝置」(devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。從中可以看出嵌入式系統是軟件和硬件的綜合體,還可以涵蓋機械等附屬裝置。目前國內一個普遍被認同的定義是:以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。


評價

嵌入式系統一般由以下幾部分組成:

嵌入式微處理器

外圍硬件設備

嵌入式操作系統

特定的應用程序

可從幾方面來理解嵌入式系統:

◆嵌入式系統是面向用戶、面向產品、面向應用的,它必須與具體應用相結合才會具有生命力、才更具有優勢。因此可以這樣理解上述三個面向的含義,即嵌入式系統是與應用緊密結合的,它具有很強的專用性,必須結合實際系統需求進行合理的裁減利用。

◆嵌入式系統是將先進的計算機技術、半導體技術和電子技術和各個行業的具體應用相結合後的產物,這一點就決定了它必然是一個技術密集、資金密集、高度分散、不斷創新的知識集成系統。所以,介入嵌入式系統行業,必須有一個正確的定位。例如Palm之所以在PDA領域占有70%以上的市場,就是因為其立足於個人電子消費品,着重發展圖形界面和多任務管理;而風河的Vxworks之所以在火星車上得以應用,則是因為其高實時性和高可靠性。

◆嵌入式系統必須根據應用需求對軟硬件進行裁剪,滿足應用系統的功能、可靠性、成本、體積等要求。所以,如果能建立相對通用的軟硬件基礎,然後在其上開發出適應各種需要的系統,是一個比較好的發展模式。目前的嵌入式系統的核心往往是一個只有幾K到幾十K微內核,需要根據實際的使用進行功能擴展或者裁減,但是由於微內核的存在,使得這種擴展能夠非常順利的進行。

實際上,嵌入式系統本身是一個外延極廣的名詞,凡是與產品結合在一起的具有嵌入式特點的控制系統都可以叫嵌入式系統,而且有時很難以給它下一個準確的定義。現在人們講嵌入式系統時,某種程度上指近些年比較熱的具有操作系統的嵌入式系統,本文在進行分析和展望時,也沿用這一觀點。

一般而言,嵌入式系統的構架可以分成四個部分:處理器、存儲器、輸入輸出(I/O)和軟件(由於多數嵌入式設備的應用軟件和操作系統都是緊密結合的,在這裡我們對其不加區分,這也是嵌入式系統和Windows系統的最大區別)。[1]

參考文獻