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    嵌入式系統的定義及特點是什么?

    • 發布:嵌入式培訓
    • 來源:嵌入式資訊
    • 時間:2019-11-13 17:51

    作為20世紀人類社會最偉大的發明之一,計算機在期待著第5代出現的同時,也邁入了其另一個新階段—后PC時代。后PC時代的到來,使得人們開始越來越多地接觸到一個新的概念—嵌入式產品,如手機、PDA、數控機床等。其實,嵌入式系統很早以前就出現并得到了廣泛的應用,如微型計算器、PC中的鍵盤,都是最典型的、簡單的嵌入式系統。

    如果說PC機的出現構建了信息產業的框架,推動了整個信息產業和人類文明的發展和前進,那么嵌入式系統的發展將會更加完善這個框架,并成為信息產業發展的加速器。中國擁有世界上最大的消費電子產品市場,手機、彩電、VCD、家用電器等的擁有量都居世界第1。隨著經濟水平的提高和消費結構的改變,人們對消費電子產品的要求越來越高,如產品的靈活性、可控性、耐用性、高性價比等,這些都可以通過合理、有效的嵌入式系統設計和優化來實現。另外,在現代化的醫療、測控儀器和機電產品中對系統的可靠性、實時性要求較高,更需要有專用的嵌入式系統的支持,這些需求都極大地刺激了嵌入式系統的發展和產業化的進程。

    根據IEEE(國際電氣和電子工程師協會)的定義,嵌入式系統是控制、監視或者輔助設備機器和車間運行的裝置,這主要是從產品的應用角度加以定義的。因為有眾多不同專業的人士從各自不同的角度在思考和定位嵌入式系統,如系統設計人員更多的從系統架構來考慮,電子工程師更多的從硬件設計來考慮,軟件工程師更多的從軟件設計和優化來考慮,經營者和用戶更多的從實用和市場應用來考慮,所以目前對嵌入式系統的定義非常多。本書從系統設計的角度入手,詳細介紹了典型的嵌入式系統及其軟硬件設計。按照目前業界和學術界對嵌入式系統的普遍看法,嵌入式系統被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、功耗嚴格要求的專用計算機系統。

    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等各種技術相結合后的產物,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。嵌入式系統具有以下特點:

    1.嵌入式系統面向特定應用

    嵌入式系統是面向用戶、面向應用的,一般會與用戶和應用相結合,以其中的某個專用系統或模塊出現。嵌入式系統和具體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,因此嵌入式系統產品一旦進入市場,就具有較長的生命周期。

    2.嵌入式處理器受到應用要求的制約

    嵌入式系統的硬件和軟件都必須高效率地設計,量體裁衣、去除冗余,力爭在同樣的硅片面積上實現更高的性能,這樣才能在具體應用中更具有競爭力。

    與通用型處理器相比,嵌入式處理器的最大不同是將大部分工作用在為特定用戶群設計的系統中,它通常都具有低功耗、體積小、集成度高等特點,能夠把很多任務集成在芯片內部,從而有利于嵌入式系統設計趨于小型化,移動能力大大增強,跟網絡的聯系也越來越緊密。

    嵌入式處理器的功耗、體積、成本、可靠性、速度、處理能力、電磁兼容性等均受到應用要求的制約。例如對于嵌入式微處理器就具備以下4個特點:

    對實時多任務有很強的支持能力,能完成多任務并且有較短的中斷響應時間,從而使內部的代碼和實時內核的執行時間減少到最低限度。

    具有功能很強的存儲區保護功能。這是由于嵌入式系統的軟件結構已模塊化,而為了避免在軟件模塊之間出現錯誤的交叉作用,需要設計強大的存儲區保護功能,同時也有利于軟件診斷。

    可擴展的處理器結構,能最迅速地開發出滿足應用的最高性能的嵌入式微處理器。

    嵌入式微處理器必須功耗很低,尤其是用于便攜式的無線及移動的計算和通信設 備中靠電池供電的嵌入式系統更是如此,功耗只有mW甚至μW級。

    3.嵌入式軟件要求固化、可靠

    嵌入式應用軟件是實現嵌入式系統功能的關鍵,為了提高執行速度和系統可靠性,嵌入式軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機本身中,而不是存儲于磁盤等載體中;軟件代碼要求高質量、高可靠性和高實時性。

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