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目前嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)成為了zui熱門的技術(shù)之一,吸引了大批的人才投入其中。但是對于何為嵌入式系統(tǒng),什么樣的技術(shù)又可以稱之為嵌入式技術(shù),仍在討論之中,有關(guān)嵌入式系統(tǒng)定義的問題,已經(jīng)在很多論壇社區(qū)引發(fā)了多次爭論。就這個問題我們可以分別從廣義上和狹義上講:
廣而化之,可以認(rèn)為凡是帶有微處理器的軟硬件系統(tǒng)都可以稱為嵌入式系統(tǒng)。作為系統(tǒng)核心的微處理器又包括三類:微控制器(MCU)、數(shù)字信號處理器(DSP)、嵌入式微處理器(MPU)。所以有人簡單的說:"嵌入式系統(tǒng)是指操作系統(tǒng)和功能軟件集成于計算機(jī)硬件系統(tǒng)之中。"還有人認(rèn)為嵌入式系統(tǒng)就是"以應(yīng)用為中心、以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的計算機(jī)系統(tǒng)"。應(yīng)該說后者從功能應(yīng)用特征上比較好的給出了嵌入式系統(tǒng)的定義,嵌入式的概念的分析根本上應(yīng)該從應(yīng)用上加以切入。
從狹義上講,我們更加強(qiáng)調(diào)那些使用嵌入式微處理器構(gòu)成獨立系統(tǒng),具有自己的操作系統(tǒng)并且具有某些特定功能的系統(tǒng),這里的微處理器專指32位以上的微處理器。按照這種定義,典型的嵌入式系統(tǒng)有使用x86的小型嵌入式工控主板,在各種自動化設(shè)備,數(shù)字機(jī)械產(chǎn)品中有非常廣闊的應(yīng)用空間;另外一大類是使用In,Motorola等芯片構(gòu)成的小系統(tǒng),它不僅僅在新興的消費電子和通訊儀表等方面獲得了巨大的發(fā)展應(yīng)用空間,而且甚至有趨勢取代傳統(tǒng)的工控機(jī)。現(xiàn)在大家更加清楚的看到:嵌入式技術(shù)的春天已經(jīng)來了。所以也就難怪嵌入式系統(tǒng)成為當(dāng)前zui熱門的技術(shù)之一。(以下我所說的嵌入式系統(tǒng)特指采用32位,64位微處理器的系統(tǒng))
嵌入式系統(tǒng)可以稱為后PC時代和后網(wǎng)絡(luò)時代的新秀。與傳統(tǒng)的通用計算機(jī),數(shù)字產(chǎn)品相比,利用嵌入式技術(shù)的產(chǎn)品有其自己的特點:
1.由于嵌入式系統(tǒng)采用的是微處理器,實現(xiàn)相對單一的功能,采用獨立的操作系統(tǒng),所以往往不需要大量的外圍器件。因而在體積上,功耗上有其自身的優(yōu)勢。相比之下,一個使用WindowsCE的PDA,僅靠機(jī)內(nèi)電源就可以使用幾天,而任何一臺筆記本僅僅能夠支持3小時左右。
2.嵌入式系統(tǒng)是將計算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物,是一門綜合技術(shù)學(xué)科。由于空間和各種資源相對不足,嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須率地設(shè)計,量體裁衣、去除冗余,力爭在同樣的硅片面積上實現(xiàn)更高的性能,這樣才能在具體應(yīng)用中對處理器的選擇更具有競爭力。
3.嵌入式系統(tǒng)是一個軟硬件高度結(jié)合的產(chǎn)物。為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性,嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機(jī)本身中,而不是存貯于磁盤等載體中。片上系統(tǒng),板上系統(tǒng)的實現(xiàn),使得以pda等為代表的這類產(chǎn)品擁有更加熟悉的操作界面和操作方式,比著傳統(tǒng)的商務(wù)通等功能更加完善,實用。
4.為適應(yīng)嵌入式分布處理結(jié)構(gòu)和應(yīng)用上網(wǎng)需求,面向21世紀(jì)的嵌入式系統(tǒng)要求配備標(biāo)準(zhǔn)的一種或多種網(wǎng)絡(luò)通信接口。針對外部聯(lián)網(wǎng)要求,嵌入設(shè)備必需配有通信接口,相應(yīng)需要TCP/IP協(xié)議簇軟件支持;由于家用電器相互關(guān)聯(lián)(如防盜報警、燈光能源控制、影視設(shè)備和信息終端交換信息)及實驗現(xiàn)場儀器的協(xié)調(diào)工作等要求,新一代嵌入式設(shè)備還需具備IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口,同時也需要提供相應(yīng)的通信組網(wǎng)協(xié)議軟件和物理層驅(qū)動軟件。為了支持應(yīng)用軟件的特定編程模式,如Web或無線Web編程模式,還需要相應(yīng)的瀏覽器,如HTML、WML等。
5.因為嵌入式系統(tǒng)往往和具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起,它的升級換代也是和具體產(chǎn)品同步進(jìn)行,因此嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進(jìn)入市場,具有較長的生命周期。
雖然嵌入式系統(tǒng)這一名詞在zui近幾年才成為流行。但早在80年代,上就有一些IT組織、公司,開始進(jìn)行商用嵌入式系統(tǒng)和操作系統(tǒng)的研發(fā)。從硬件方面講,32,64位微處理器是目前嵌入式系統(tǒng)的核心,它們的使用同樣也是未來發(fā)展的一大趨勢。為了搶占這個無限廣闊的市場,各大硬件廠商競相推出產(chǎn)品,包括In,Motorola,Philip,AMD等等均不甘示弱,幾乎每個月都有新產(chǎn)品出現(xiàn)。進(jìn)入十一月以來,Microchip推出具有數(shù)字信號處理能力的微控制器(DSC),Atmel也推出針對消費市場的可編程系統(tǒng)芯片(PsoC)。市場之爭日益激烈,同時也給嵌入式技術(shù)的發(fā)展帶來了無限活力。
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