嵌入式系統概述

摘要:介紹了嵌入式系的定義及基本構架，論述了嵌入式系統的特征，詳細闡述了嵌入式系統的應用領域，最后展望嵌入式系統發展前景。

關鍵詞:嵌入式系統;特征;應用;發展

中圖分類號:TP316文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)24-6719-02

Introduction of the Embedded System

GUO Xiao-hui

(Sunshine College， Fuzhou 350001， China)

Abstract: Introduced the definition and the basic framework of embedded systems， discusses the characteristics of embedded systems， described the application of the field of embedded systems in detail. The embedded operation systems are also introduced.

Key words: embedded systems; features; application; development

隨著信息技術與網絡技術的迅速發展，計算機技術已經進入了后PC機時代，隨著各種嵌入式產品的開發和推廣，嵌入式系統在人們的生活中也無處不在。從洗衣機、微波爐等家用電器，到自行車，汽車等交通工具，以及辦公室里的辦公設備，這些都與嵌入式系統有著密切的關系。

1 嵌入式系統的定義及基本構架

1.1 定義

嵌入式系統是以應用為中心，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。這是目前國內普遍認同的定義，此定義充分體現出了嵌入式系統的精髓。

1.2 基本構架

一般而言，嵌入式系統的構架分為4個部分，即處理器、存儲器、輸入/輸出和軟件。如圖1。

2 嵌入式系統的特征

1) 嵌入式系統是計算機技術、微電子技術和行業技術相結合的產物，是一個技術密集、不斷創新的知識集成系統，也是一個面向特定應用的軟硬件結合體。

2) 嵌入式系統的硬件和軟件夠用即可，因此要求要高效率地設計，盡量做到在同樣大小的硅片上實現更多的功能和更高的性能。

3) 嵌入式系統為提高運行速度和系統可靠性，軟件一般都固化在存儲器芯片或者單片機中。

4) 嵌入式系統和具體的應用有機地結合在一起，它的升級換代也是和具體產品同步進行的，因此嵌入式系統產品一旦進入市場，具有較長的生命周期。

5) 嵌入式系統并不具備自身開發能力， 用戶如需修改設計中的程序功能， 須有一套開發工具和環境，因此嵌入式軟件的開發困難。

3 嵌入式系統的應用

隨著信息化，智能化，網絡化的不斷發展，嵌入式系統技術的應用在人們的生活中也無處不在。

下面簡單介紹幾個典型的嵌入式應用。

1) 汽車電子產品的核心就是嵌入式軟件系統，如車載動態信息系統，它是集成行駛地區已有的道路自主導航、電子地圖、車輛定位動態顯示和軌跡回放等技術，隨時為駕駛員指路導航。

2) 飛機控制系統是典型的機載嵌入式系統，主要是實現從眾多的飛行航道中選擇一條能夠滿足約束條件的最佳航道。

3) 普適計算又稱普存計算，在其概念下，各種具有計算和連網能力的設備將變得像現在的水、電、紙、筆一樣，隨手可得。計算機不在局限于桌面，而是嵌入到人們的工作、生活空間中，變為手持或者穿戴的設備，甚至與我們日常生活中使用的各種器具融合在一起。例如，一個丟三落四的人，常常會把他的鎖匙落在辦公室，而一個小小的無線個人日常終端可幫助他解決這個問題:將終端分別做在皮帶上，自行車上，公文包上，以及固定在家中車庫的墻上。終端之間可以互相發現和識別，通過事先設定和加載的事件模式，一旦某件東西在特定的時間丟失，其他終端便可發現并發出提醒信號。

4) 家庭信息化網絡在很大程度上是指信息家電，包括所有提供信息服務或通過網絡系統交互的消費類電子唱片，能夠提供諸如網絡瀏覽、視頻點播、電子郵件等信息服務功能，同時簡單易用、價格低廉、維護簡便。如現在小區中各家安裝的機頂盒，個人數字助理(PDA)，上網冰箱等。

5) 嵌入式語音芯片是基于嵌入式操作系統，采用語音識別和語音合成、語言學層次結構體系和文本處理模型等技術;可以應用在手持設備，智能家電，車載通訊設備等領域，實現人機交流。比如，手機短信到達，可以直接聽到聲音。

4 嵌入式系統的發展前景

信息時代、數字時代使得嵌入式產品在人們生活要中無處不在，為嵌入式市場展現了美好的前景，同時也對嵌入式系統技術提出了新的挑戰。以下幾點是嵌入式系統的發展前景。

1) 連上互聯網

隨著網絡的不斷發展，嵌入設備要連上互聯網，就必須要提供網絡通信接口，不僅要支持TCP/IP，有些還需要支持IEEE1394、USB、藍牙、IrDA等，同時還要提供相應的通信組網協議軟件和物理層驅動軟件。

2) 利用最低的資源實現最恰當的功能

要在小型電子設備裝入嵌入式系統，就要求設計時盡量精簡系統內核、算法、降低功耗和軟硬件成本。這就提高了對嵌入軟件的技術要求，要求軟件人員要有豐富的編程經驗和硬件知識，同時還要發展先進的嵌入式軟件技術，如Web，WAP等。

3) 嵌入式開發需要強大的硬件開發工具和軟件包支持

目前很多廠家在著力推出系統的同時，也開始將開發嵌入式系統的環境作為重點推出。如Windows CE在主推系統時也推出了Embedded VC++作為開發工具。

4) 提供友好的人機交互界面

嵌入式設備在人們的生活中無處不在，要讓人們覺得嵌入式設備好用，那么提供有好的人機交互界面這是必然。人們的需求是無止境的，嵌入式設備要不斷的滿足人們的需要，就要不斷的發展，提供最友好的圖像用戶界面。

5 結束語

隨著信息技術的發展，嵌入式系統已經廣泛地滲透到科學研究、工程建設、軍事、各類產業、甚至商業、文化、藝術及人們日常生活的方方面面。隨著國內外各種嵌入式產品的進一步開發和推廣，嵌入式技術的重要性將日益凸顯。

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