嵌入式系統(tǒng)在電子信息技術(shù)中的意義

陳建偉 侯新輝 王艷南（沈陽(yáng)理工大學(xué)，信息科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110159）

嵌入式系統(tǒng)在電子信息技術(shù)中的意義

陳建偉 侯新輝 王艷南（沈陽(yáng)理工大學(xué)，信息科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110159）

隨著社會(huì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子系統(tǒng)與信息交換在社會(huì)生活中發(fā)揮著越來(lái)越顯著的作用。電子信息工程就是集合了兩者的特點(diǎn)而成立的學(xué)科，是一門以計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)為主，電子設(shè)計(jì)、編程控制為輔的前沿交叉學(xué)科，具有極強(qiáng)的生命力和極強(qiáng)的實(shí)用性。社會(huì)中的各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域、人們的日常生活都與電子信息技術(shù)產(chǎn)品息息相關(guān)，小到智能家電，手機(jī)汽車等民生用品，大到航空航海航天，導(dǎo)彈制導(dǎo)芯片等國(guó)防軍事用品，均有電子器件與信息的存在。隨著社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展，各個(gè)行業(yè)必然需要引進(jìn)越來(lái)越多的電子信息技術(shù)人才來(lái)促進(jìn)本行業(yè)的發(fā)展。

世界科學(xué)技術(shù)經(jīng)歷了三次飛速發(fā)展。按照隨之而來(lái)的社會(huì)情況，可以將其概括為蒸汽時(shí)代，內(nèi)燃機(jī)時(shí)代和信息時(shí)代。目前全世界正在迎來(lái)第四次工業(yè)技術(shù)的革新，產(chǎn)業(yè)界和科學(xué)界將其稱之為“工業(yè)4.0”。“工業(yè)4.0”的概念來(lái)自于德國(guó)，是以智能制造為主導(dǎo)技術(shù)，充分利用信息通訊技術(shù)和虛擬網(wǎng)絡(luò)空間，將制造業(yè)推向智能化的過(guò)程。在推進(jìn)第四次工業(yè)革命的進(jìn)程中，電子信息技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)發(fā)揮著無(wú)可替代的作用。

1 嵌入式系統(tǒng)與電子信息技術(shù)的關(guān)系

嵌入式系統(tǒng)是一種用于特定應(yīng)用場(chǎng)合而專門進(jìn)行設(shè)計(jì)的、特殊的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，因?yàn)橥耆度胧芸卦O(shè)備內(nèi)部而得名。嵌入式系統(tǒng)具有內(nèi)核小，實(shí)時(shí)控制性強(qiáng)，專場(chǎng)專用，系統(tǒng)極為精簡(jiǎn)，需要專業(yè)開(kāi)發(fā)人員依靠開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)與維護(hù)的特點(diǎn)。嵌入式系統(tǒng)為監(jiān)控工廠運(yùn)作設(shè)備的系統(tǒng)，執(zhí)行具有特定要求的、預(yù)先設(shè)定好的任務(wù)，這些要求都與個(gè)人電腦有較大區(qū)別。在實(shí)際應(yīng)用中，帶有數(shù)字接口的設(shè)備，比如智能洗衣機(jī)，智能手表，汽車或者各種帶自動(dòng)化的家電設(shè)備，都內(nèi)含嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)中少部分系統(tǒng)包含操作系統(tǒng)，但大多數(shù)的嵌入式系統(tǒng)都是由單個(gè)、按照時(shí)序或者邏輯預(yù)先設(shè)定好的程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)控制的。因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)在絕大多數(shù)情況下只針對(duì)某一特殊設(shè)定的任務(wù)，所以，可以對(duì)設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)，最大限度的減小系統(tǒng)尺寸，降低生產(chǎn)成本。因此，嵌入式系統(tǒng)適用于批量生產(chǎn)的設(shè)備。嵌入式系統(tǒng)是信息技術(shù)，電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，電路設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)相互交融的結(jié)果，所以其必然是一個(gè)技術(shù)與知識(shí)密集型的行業(yè)，而且嵌入式系統(tǒng)技術(shù)被包含在電子信息技術(shù)之中，是電子信息技術(shù)中無(wú)可替代的一份子。所以，結(jié)合其特點(diǎn)和功能，嵌入式系統(tǒng)在電子信息技術(shù)中具有極其重要的意義。

2 嵌入式系統(tǒng)在產(chǎn)業(yè)集成化中的作用

產(chǎn)業(yè)集成化是指各個(gè)行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈之間縱向或橫向連接，形成一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)技術(shù)核心，是由技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新和市場(chǎng)創(chuàng)新的全方位集成，核心產(chǎn)業(yè)、相關(guān)產(chǎn)業(yè)和支持產(chǎn)業(yè)組成。一般的產(chǎn)業(yè)集合中，核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)和支持技術(shù)產(chǎn)業(yè)是縱向聯(lián)系，核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)、相關(guān)產(chǎn)業(yè)為互補(bǔ)性的橫向聯(lián)系。產(chǎn)業(yè)集成化是信息飛速發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)中產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的新變化，改變了傳統(tǒng)的分工模式，使各個(gè)部分有機(jī)結(jié)合，推動(dòng)了整個(gè)市場(chǎng)的發(fā)展和變化。

產(chǎn)業(yè)集成化是以產(chǎn)業(yè)模塊化為前提，將價(jià)值鏈上的企業(yè)、組織和對(duì)象分為可以獨(dú)立運(yùn)行的子系統(tǒng)，再將其按照一定規(guī)律組合起來(lái)，構(gòu)成復(fù)雜的系統(tǒng)，形成集成化效應(yīng)。產(chǎn)業(yè)集成化是將產(chǎn)業(yè)鏈中的各個(gè)過(guò)程進(jìn)行組合，那么就必須要有統(tǒng)一的信息鏈，以便于隨時(shí)隨地進(jìn)行產(chǎn)品追蹤和信息交換。那么在構(gòu)建集成化的過(guò)程中，嵌入式系統(tǒng)終端是必不可少的一環(huán)。嵌入式系統(tǒng)可以集成在每一工業(yè)過(guò)程的產(chǎn)品中，也可以集成在生產(chǎn)機(jī)器上進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制與信息傳遞。只有使用了集成嵌入式系統(tǒng)的智能終端和元器件，才能確保在產(chǎn)業(yè)集成化中橫向與縱向的信息可以實(shí)時(shí)共享，方便對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行控制與追蹤，進(jìn)一步體現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集成化的優(yōu)勢(shì)。

3 嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)搭建中的作用

隨著智能家電、物流管理的概念出現(xiàn)，嵌入式系統(tǒng)利用其自身的特點(diǎn)和強(qiáng)大的功能，牢牢跟上了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的腳步，并充分的在其中起到了無(wú)可替代的作用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是工業(yè)4.0特點(diǎn)的集中體現(xiàn)，它的核心是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。想要實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的功能，實(shí)現(xiàn)物品與物品之間的信息交換和通信功能，就必須將構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的終端采用內(nèi)含嵌入式系統(tǒng)的智能系統(tǒng)。現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不僅提供信息交換功能，還需要具有傳感技術(shù)的終端，并具有一定的智能和信息處理功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的控制。嵌入式系統(tǒng)憑借其嵌入物品內(nèi)部以及具有控制功能的特性，在已經(jīng)有的、成熟的結(jié)構(gòu)平臺(tái)上，與傳感元件部分進(jìn)行結(jié)合，拓展了自身的功能，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)和感知的能力。這些鮮明的特點(diǎn)，正說(shuō)明了嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中的重要組成，經(jīng)過(guò)幾十年的演變，以嵌入式系統(tǒng)為特征的智能終端隨處可見(jiàn)，改變著我們的生活，推動(dòng)著產(chǎn)業(yè)與國(guó)家的發(fā)展。作為物聯(lián)網(wǎng)中不可或缺的一部分，嵌入式系統(tǒng)充分的把物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)展現(xiàn)了出來(lái)，更加深刻的解釋了物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)。

4 嵌入式系統(tǒng)在自動(dòng)化及其平臺(tái)構(gòu)建中的作用

自動(dòng)化技術(shù)，是指生活生產(chǎn)中系統(tǒng)、機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)流水線，在沒(méi)有人或很少人的參與下，按照要求實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的技術(shù)手段，廣泛的應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防，科研和交通運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)行業(yè)。自動(dòng)化平臺(tái)的搭建是電子信息技術(shù)在生活生產(chǎn)中的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，突出了電子信息技術(shù)在生產(chǎn)生活中的重要性。在自動(dòng)化平臺(tái)的搭建過(guò)程中，同樣需要使用大量的嵌入式系統(tǒng)終端，并且這些終端在自動(dòng)化平臺(tái)中處于控制單元的地位。為了保證系統(tǒng)可以在工作環(huán)境中按照要求去工作，就必須要用特別設(shè)計(jì)的嵌入式系統(tǒng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制、對(duì)信息進(jìn)行處理，并且還要搭配傳感技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行采集。因此，嵌入式系統(tǒng)在自動(dòng)化平臺(tái)中的作用相當(dāng)于核心，無(wú)可取代。

綜上所述，電子信息技術(shù)涵蓋了社會(huì)中的各個(gè)行業(yè)。隨著社會(huì)的發(fā)展，智能化與自動(dòng)化要求的提升，電子信息技術(shù)在社會(huì)中的地位越來(lái)越高，而在其中起到關(guān)鍵性作用的，是嵌入式系統(tǒng)技術(shù)。嵌入式系統(tǒng)技術(shù)依靠其軟硬件可裁剪、可嵌入器件內(nèi)部的特點(diǎn)，適用于大部分工業(yè)與生產(chǎn)生活的情景，是未來(lái)實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0必不可少的核心技術(shù)。而且電子信息技術(shù)作為前沿交叉學(xué)科，必然具有前瞻性和發(fā)展性，因此嵌入式系統(tǒng)在電子信息技術(shù)中所占據(jù)的地位將不言而喻。