发布时间：2016-12-09 浏览次数：2373
什么是嵌入式
多年前，比尔.盖茨曾经预言，随着后 PC 时代的到来，PC 将无处不 在。今天，伴随着二十一世纪的曙光，嵌入式系统的迅猛发展正验证了比 尔.盖茨的预言， 人类正迎来一个充满希望的新时代——后 PC 时代。 这是 一个充满机遇的时代， 这是一个充满商机的时代。 人类在经历了桌面系统 的空前繁荣之后， 嵌入式系统的发展正风起云涌， 广泛进入到工业， 军事 ， 通信，运输，金融，医疗，气象，农业等众多领域。
通常情况下， 人们往往会忽视自己身边的嵌入式系统——比如手机， 取款 机或者电梯等等， 在这些随处可见的设备中就存在嵌入式系统， 有时人们 经常使用嵌入在汽车，电梯，PDA，程控交换机等设备中的小巧的计算机 系统，而对此毫无察觉。此外，嵌入式系统还经常在工业机器人，医疗设 备，卫星，飞行系统等领域扮演着更为重要的角色。正是"看不见"和"无 所不在"这样的特性使得嵌入式计算机系统有别于传统的计算机系统。
一、嵌入式系统简介
嵌入式系统本身是一个相对模糊的定义。 目前嵌入式系统已经渗透到 我们生活中的每个角落，工业、服务业、消费电子……，而恰恰由于这种 范围的扩大，使得“嵌入式系统”更加难于明确定义。
举个简单例子：一个手持的 mp3是否可以叫做是嵌入式系统呢？答 案肯定是“是”。 另外一个 PC104的微型工业控制计算机你会认为它是嵌入 式系统吗？当然， 也是， 工业控制是嵌入式系统技术的一个典型应用领域 。
然而比较两者， 你也许会发现二者几乎完全不同， 除了其中都嵌入有微处 理器。 那是否可以说嵌入着微处理器的设备就是嵌入式系统？那鼠标中也 有单片机，能叫嵌入式系统嘛？
那到底什么是嵌入式系统？莫非嵌入式系统只是一个难以定义的抽 象概念？
二、嵌入式系统的历史
虽然嵌入式系统是近几年才风靡起来的， 但是这个概念并非新近才出 现。从20世纪七十年代单片机的出现到今天各式各样的嵌入式微处理器 ， 微控制器的大规模应用，嵌入式系统已经有了近30年的发展历史。
作为一个系统， 往往是在硬件和软件交替发展的双螺旋的支撑下逐渐 趋于稳定和成熟，嵌入式系统也不例外。
嵌入式系统的出现最初是基于单片机的。 70年代单片机的出现， 使得 汽车、家电、工业机器、通信装置以及成千上万种产品可以通过内嵌电子 装置来获得更佳的使用性能：更容易使用、更快、更便宜。这些装置已经 初步具备了嵌入式的应用特点，但是这时的应用只是使用８位的芯片， 执 行一些单线程的程序，还谈不上“系统 ”的概念。
提示： 最早的单片机是 Intel 公司的 8048， 它出现在1976年。 Motorola同时推出了68HC05，Zilog 公司推出了 Z80系列，这些早期的单片机均含 有256字节的 RAM、 4K 的 ROM、4 个8位并口、1个全双工串行口、两 个16位定 时器。之后在80年代初，Intel 又进一步完善了8048，在它的基 础上研制成功了8051， 这在单片机的历史上是值得纪念的一页， 迄今为止 ，51系列的单片机仍然是最为成功的单片机芯片， 在各种产品中有着非常广 泛的应用。
从80年代早期开始， 嵌入式系统的程序员开始用商业级的“操作系统”编写嵌入式应用软件， 这使得可以获取更短的开发周期， 更低的开发资金 和更高的开发效率，“嵌入式系统”真正出现了。确切点说，这个时候的操 作系统是一个实时核， 这个实时核包含了许多传统操作系统的特征， 包括 任务管理、任务间通讯、同步与相互排斥、中断支持、内存管理等功能 。
其中比较著名的有 Ready System 公司的 VRTX、Integrated System Incorporation (ISI)的 PSOS 和 IMG 的 VxWorks、QNX 公司的 QNX 等。
这些嵌入式操作系统都具有嵌入式的典型特点：它们均采用占先式的调 度，响应的时间很短，任务执行的时间可以确定；系统内核很小，具有可 裁剪，可扩充和可移植性，可以移植到各种处理器上；较强的实时和可靠 性，适合嵌入式应用。这些嵌入式实时多任务操作系统的出现，使得应用 开发人员得以从小范围的开发解放出来， 同时也促使嵌入式有了更为广阔 的应用空间。
90年代以后，随着对实时性要求的提高，软件规模不断上升，实时核 逐渐发展为实时多任务操作系统 （RTOS） ， 并作为一种软件平台逐步成为 目前国际嵌入式系统的主流。 这时候更多的公司看到了嵌入式系统的广阔 发展前景， 开始大力发展自己的嵌入式操作系统。 除了上面的几家老牌公 司以外，还出现了 Palm OS，WinCE，嵌入式 Linux，Lynx，Nucleux， 以 及国内的 Hopen，Delta Os 等嵌入式操作系统。随着嵌入式技术的发展前 景日益广阔，相信会有更多的嵌入式操作系统软件出现。
在中国嵌入式系统领域， 比较认同的嵌入式系统概念是： 嵌入式系统 是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用 系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统 。
它一般由嵌入式微处理器、 外围硬件设备、 嵌入式操作系统以及用户的应 用程序等四个部分组成， 用于实现对其他设备的控制、 监视或管理等功能。
三、嵌入式系统的应用领域
嵌入式系统技术具有非常广阔的应用前景，其应用领域可以包括：
1、 工业控制： 基于嵌入式芯片的工业自动化设备将获得长足的发展 ， 目前已经有大量的8、16、32 位嵌入式微控制器在应用中，网络化是提高 生产效率和产品质量、减少人力资源主要途径，如工业过程控制、数字机 床、电力系统、电网安全、电网设备监测、石油化工系统。就传统的工业 控制产品而言，低端型采用的往往是８位单片机。但是随着技术的发展 ，32位、 64位的处理器逐渐成为工业控制设备的核心， 在未来几年内必将获 得长足的发展。
2、交通管理：在车辆导航、流量控制、信息监测与汽车服务方面， 嵌入式系统技术已经获得了广泛的应用，内嵌 GPS 模块，GSM 模块的移动定位终端已经在各种运输行业获得了成功的使用。目前 GPS 设备已经 从尖端产品进入了普通百姓的家庭， 只需要几千元， 就可以随时随地找到 你的位置。
3、信息家电：这将称为嵌入式系统最大的应用领域，冰箱、空调等 的网络化、 智能化将引领人们的生活步入一个崭新的空间。 即使你不在家 里，也可以通过电话线、网络进行远程控制。在这些设备中，嵌入式系统 将大有用武之地。
4、家庭智能管理系统：水、电、煤气表的远程自动抄表，安全防火 、 防盗系统， 其中嵌有的专用控制芯片将代替传统的人工检查， 并实现更高 ， 更准确和更安全的性能。 目前在服务领域， 如远程点菜器等已经体现了嵌 入式系统的优势。
5、POS 网络及电子商务：公共交通无接触智能卡(Contactless
Smartcard, CSC)发行系统，公共电话卡发行系统，自动售货机，各种智能ATM 终端将全面走入人们的生活，到时手持一卡就可以行遍天下。
6、环境工程与自然：水文资料实时监测，防洪体系及水土质量监测 、 堤坝安全，地震监测网，实时气象信息网，水源和空气污染监测。在很多 环境恶劣，地况复杂的地区，嵌入式系统将实现无人监测。
7、机器人：嵌入式芯片的发展将使机器人在微型化，高智能方面优 势更加明显， 同时会大幅度降低机器人的价格， 使其在工业领域和服务领 域获得更广泛的应用。
这些应用中，可以着重于在控制方面的应用。就远程家电控制而言 ， 除了开发出支持 TCP/IP 的嵌入式系统之外，家电产品控制协议也需要制 订和统一，这需要家电生产厂家来做。同样的道理，所有基于网络的远程 控制器件都需要与嵌入式系统之间实现接口， 然后再由嵌入式系统来控制 并通过网络实现控制。 所以， 开发和探讨嵌入式系统有着十分重要的意义.
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