嵌入式系统的现状与发展前景
嵌入式系统研究背景意义及国内外现状
嵌入式系统研究背景意义及国内外现状1背景及意义 (1)2国内外研究的现状 (1)1背景及意义嵌入式系统与通用计算机系统相对应。
嵌入式系统也被称为嵌入式计算机系统，与通用计算机系统不同的是，一般嵌入式系统只是运行平台，不能独立作为开发平台。
通常只有程序开发人员才可以对其编程，一般不允许普通用户对其编程，但是可以为用户提供一定的输入输出接口。
比如“电子表”、“手机”、“微波炉”、“汽车控制系统”、飞行控制系统等，都可以被归为嵌入式系统。
嵌入式系统一般由嵌入式硬件和软件组成，且软件与硬件紧密集成。
硬件以嵌入式微处理器为核心，集成存储器和系统专用的输入输出设备；软件包括初始化代码及驱动、嵌入式操作系统和应用程序等，这些软件有机地结合在一起，形成系统特定的一体化软件。
随着“后PC”时代的到来，嵌入式系统的应用范围日益广泛，涉及到人类生活的诸多方面，如数字通信、信息家电、航空航天、工业过程控制及军事电子等。
嵌入式技术和人们日常生活的方方面面关系越来越紧密，消费电子、计算机、通信一体化趋势日益明显，作为计算机领域的一个重要组成部分，嵌入式系统再度成为研究与应用的热点。
2国内外研究的现状从20世纪60年代嵌入式系统的出现和兴起，经过了几十年的发展，嵌入式系统的应用领域不断扩大，人们对嵌入式应用的需求越来越高，这使得嵌入式软件变得越来越复杂。
为了满足应用需求，增强系统的处理能力，4位、8位、16位嵌入式微处理器也逐步让位于32位嵌入式处理器。
目前，嵌入式处理器主要有Am186/88、386EX、SC-400、PowerPC、68000、MIPS、ARM系列。
采用ARM 技术知识产权(IP)核的微处理器，已广泛应用于工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统各个领域，基于ARM技术的微处理器约占32位RISC微处理器75%以上的市场份额。
嵌入式操作系统是嵌入式系统软件平台的核心，负责嵌入式系统的全部软、硬件资源的分配、调度、控制、协调。
嵌入式技术发展前景
嵌入式技术发展前景1.嵌入式系统和嵌入式技术的定义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。
它是计算机的一种应用形式，通常指埋藏在宿主设备中的微处理机系统，此类计算机一般不被设备使用者在意，亦称埋藏式计算机，典型机种如微控制器、微处理器和DSP等。
嵌入式技术是将计算机作为一个信息处理部件,嵌入到应用系统中的一种技术,也就是说,它将软件固化集成到硬件系统中,将硬件系统与软件系统一体化。
嵌入式具有软件代码小、高度自动化和响应速度快等特点,因而进入21世纪后其应用越来越广泛,例如,各种家用电器如电冰箱、自动洗衣机、数字点电视机、数码相机等广泛应用这种技术。
2.嵌入式系统及嵌入式技术的发展现状近年来，随着计算机技术及集成电路技术的发展，嵌入式技术日渐普及，在通讯、网络、工控、医疗、电子等领域发挥着越来越重要的作用。
嵌入式系统无疑成为当前最热门最有发展前途的IT应用领域之一。
随着信息化，智能化，网络化的发展，嵌入式系统技术也将获得广阔的发展空间.美国著名未来学家尼葛洛庞帝99年1月访华时预言，4～5年后嵌入式智能（电脑) 工具将是PC和因特网之后最伟大的发明。
我国著名嵌入式系统专家沈绪榜院士98年11月在武汉全国第11次微机学术交流会上发表的《计算机的发展与技术》一文中，对未来10年以嵌入式芯片为基础的计算机工业进行了科学的阐述和展望。
1999年世界电子产品产值已超过12000亿美元，2000年达到13000亿美元，预计2005年，销售额将达18000亿美元。
进入20世纪90年代，嵌入式技术全面展开，目前已成为通信和消费类产品的共同发展方向。
在通信领域，数字技术正在全面取代模拟技术。
嵌入式人工智能行业发展状况及技术要点
嵌入式人工智能行业发展状况及技术要点嵌入式人工智能（Embedded AI）是指将人工智能技术应用于嵌入式系统中的一种发展方向。
嵌入式系统是指嵌入在其他设备或系统中的计算机系统，包括智能手机、智能家居、智能穿戴设备等。
嵌入式人工智能的发展状况及技术要点对于推动智能化产品和服务的发展具有重要意义。
嵌入式人工智能的发展状况：随着物联网的兴起和智能设备的普及，嵌入式人工智能得到了广泛的应用和关注。
在嵌入式人工智能领域，各类智能设备不断涌现，为用户提供了更加智能化和便捷的生活体验。
嵌入式人工智能的技术应用已经渗透到了各个领域，包括智能家居、智能医疗、智能交通等。
嵌入式人工智能的技术要点：1. 边缘计算：嵌入式人工智能的一个重要技术要点是边缘计算。
边缘计算是指将数据处理和分析的能力移到数据源附近，减少数据传输延迟和网络带宽压力。
通过在智能设备上集成人工智能算法和模型，可以实现对数据的实时分析和决策，提高系统的响应速度和效率。
2. 低功耗设计：嵌入式人工智能系统通常需要在有限的能源供应下运行，因此低功耗设计是一个关键的技术要点。
通过优化算法和硬件设计，可以降低系统的功耗，延长设备的电池寿命，提高系统的可靠性和稳定性。
3. 端到端的智能处理：嵌入式人工智能系统需要能够完成从数据采集、处理到决策的全过程。
因此，端到端的智能处理是一个重要的技术要点。
通过在智能设备上集成传感器、处理器和人工智能算法，可以实现对数据的实时处理和决策，提高系统的智能化水平和用户体验。
4. 深度学习算法：深度学习是嵌入式人工智能的核心技术之一。
深度学习算法可以通过对大量数据的学习和训练，实现对复杂模式和特征的识别和分析。
在嵌入式人工智能系统中，通过使用深度学习算法，可以实现对声音、图像、文本等多种数据的处理和分析，提高系统的智能化水平和性能。
5. 安全和隐私保护：嵌入式人工智能系统需要处理大量的敏感数据，因此安全和隐私保护是一个重要的技术要点。
嵌入式系统的现状和发展趋势
1、嵌入式系统的发展趋势及典型应用产品？请以一个典型产品为例进行分析。
信息时代，数字时代使得嵌入式产品获得了巨大的发展契机，为嵌入式市场展现了美好的前景，同时也对嵌入式生产厂商提出了新的挑战，从中我们可以看出未来嵌入式系统的几大发展趋势：1．嵌入式开发是一项系统工程，因此要求嵌入式系统厂商不仅要提供嵌入式软硬件系统本身，同时还需要提供强大的硬件开发工具和软件包支持。
目前很多厂商已经充分考虑到这一点，在主推系统的同时，将开发环境也作为重点推广。
比如三星在推广Arm7，Arm9芯片的同时还提供开发板和版及支持包（BSP），而WindowCE在主推系统时也提供Embedded VC＋＋作为开发工具，还有Vxworks的Tonado开发环境，DeltaOS 的Limda编译环境等等都是这一趋势的典型体现。
当然，这也是市场竞争的结果。
2．网络化、信息化的要求随着因特网技术的成熟、带宽的提高日益提高，使得以往单一功能的设备如电话、手机、冰箱、微波炉等功能不再单一，结构更加复杂。
3．网络互联成为必然趋势。
未来的嵌入式设备为了适应网络发展的要求，必然要求硬件上提供各种网络通信接口。
传统的单片机对于网络支持不足，而新一代的嵌入式处理器已经开始内嵌网络接口，除了支持TCP／IP协议，还有的支持IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口中的一种或者几种，同时也需要提供相应的通信组网协议软件和物理层驱动软件。
软件方面系统系统内核支持网络模块，甚至可以在设备上嵌入Web浏览器，真正实现随时随地用各种设备上网。
4．精简系统内核、算法，降低功耗和软硬件成本。
未来的嵌入式产品是软硬件紧密结合的设备，为了减低功耗和成本，需要设计者尽量精简系统内核，只保留和系统功能紧密相关的软硬件，利用最低的资源实现最适当的功能，这就要求设计者选用最佳的编程模型和不断改进算法，优化编译器性能。
因此，既要软件人员有丰富的硬件知识，又需要发展先进嵌入式软件技术，如Java、Web和WAP等。
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2.嵌入式微控制器(MCU)
嵌入式微控制器又称单片机 （Intel最早将自己生产的单片机 命名为嵌入式微控制器），就是 将整个计算机系统集成到一块芯 片中。
嵌入式微控制器一般以某一种微处 理器内核为核心，芯片内部集成 ROM/EPROM、RAM、总线、总线逻辑、 定时/计数器、WatchDog、I/O、串行 口 、 脉 宽 调 制 输 出 、 A/D 、 D/A 、 Flash RAM、E2PROM等各种必要功能 和外设。
用标准的VHDL等语言描述，存储在 器件库中。用户只需定义出其整个 应用系统，仿真通过后就可以将设 计图交给半导体工厂制作样品。这 样除个别无法集成的器件以外，整 个嵌入式系统大部分均可集成到一 块或几块芯片中去，应用系统电路 板将变得很简洁，对于减小体积和 功耗、提高可靠性非常有利。
SOC可以分为通用和专用两类。
一、嵌入式系统的含义及分类
含意：用来控制处理外部世界各种中断信号的计 算机系统，主要有：嵌入式微控制器MCU，专 用集成电路ASIC、现场可编程门阵列、数字信 号处理器DSP等。 组成：由硬件和软件两部分组成。
简单的嵌入式系统由微控制器或嵌入式微控制器 及嵌入式软件等组成。
较复杂的嵌入式系统由微处理器、实时操作系统、 嵌入式软件等组成。
嵌入式系统的智能化是推动嵌入式 DSP处理器发展的另一个因素，如： 各种带有智能逻辑的消费类产品， 生物信息识别终端，带有加解密算 法 的 键 盘 ， ADSL 接 入 、 实 时 语 音 压 解系统，虚拟现实显示等。这类智 能化算法一般运算量较大，特别是 向量运算、指针线性寻址等较多， 而这些正是DSP处理器的长处所在。
嵌入式DSP处理器有代表性的是： TI 的 TMS320 系 列 和 Motorola 的 DSP56000系列。
嵌入式系统应用现状及发展趋势
嵌入式系统应用现状及发展趋势嵌入式系统是指嵌入到设备中的专用计算机系统。
随着科技的发展和智能化的进程，嵌入式系统的应用范围越来越广泛，从家电、智能手机到汽车、医疗设备，无处不在。
本文将就嵌入式系统的应用现状和发展趋势进行分析。
一、嵌入式系统应用现状1. 家电领域嵌入式系统在家电领域的应用已经普及，尤其是在智能家居方面。
例如智能冰箱、智能空调、智能洗衣机等智能产品都是基于嵌入式系统实现的。
嵌入式系统使得家电产品具备智能化，实现远程控制、智能提示等功能。
2. 汽车领域嵌入式系统在汽车领域的应用越来越广泛，如汽车发动机控制系统、安全气囊系统、车载音响和导航系统等。
这些系统不仅提高了汽车的安全性和舒适性，还可以实现车辆的智能化监控和诊断。
3. 医疗设备领域嵌入式系统在医疗设备领域的应用也非常普遍，包括医疗监护仪、手术机器人、心脏起搏器等。
嵌入式系统可以实时监控病人的生命体征，提高医疗设备的精度和效率，使医疗机器人和手术系统具备更强的自主性和更精准的操作。
二、嵌入式系统发展趋势1. 人工智能的应用人工智能技术可以让嵌入式系统智能化，实现更高级别的功能。
嵌入式系统配合人工智能技术，可以完成更复杂的图像处理、语音识别、自然语言处理等任务，从而使得智能家居、汽车等领域更加智能化。
2. 物联网的普及随着物联网的不断普及，嵌入式系统的应用范围也会更加广泛。
物联网的核心就是智能化的传感器，嵌入式系统可以成为这些传感器的控制中心。
未来嵌入式系统将与更多的物联网设备、云计算和大数据技术结合，实现更智能、更高效的物联网应用。
3. 机器学习的发展随着机器学习技术的发展，人类能够更好地分析和处理大量数据。
嵌入式系统将可以运用机器学习技术来进行更快速更有效的数据处理，从而实现更高效、更智能化的应用。
随着社会技术的不断发展，嵌入式系统将会成为重要的技术工具。
通过不断创新和技术升级，嵌入式系统将在各个领域发挥更加重要的作用，促进各个行业的发展和智能化。
嵌入式八股文200页
嵌入式八股文200页第一章嵌入式的基本概念与发展趋势1.1 嵌入式的定义及特点嵌入式系统是以微型计算机技术为基础，集成在其他产品中，实现特定功能的计算机系统。
它具有体积小、功耗低、成本低、性能高等特点。
1.2 嵌入式系统的应用领域嵌入式系统广泛应用于消费电子、通信、汽车、医疗、工业控制等领域。
例如，智能手机、智能家居、车载导航系统等都是嵌入式系统的应用。
1.3 嵌入式系统的发展趋势随着科技的进步和人们对智能化产品的需求不断增加，嵌入式系统的发展呈现以下趋势：1.3.1 多核处理器的应用为提高系统性能和处理能力，嵌入式系统逐渐采用多核处理器，实现并行计算和任务分配。
1.3.2 网络连接能力的增强嵌入式系统通过网络连接，实现与云端数据的交互和远程控制，满足人们对智能化、互联网化的需求。
1.3.3 人工智能的集成随着人工智能技术的发展，嵌入式系统逐渐集成人工智能算法和模型，实现智能感知和决策能力。
第二章嵌入式系统的硬件设计与开发2.1 嵌入式系统的硬件组成嵌入式系统的硬件包括处理器、存储器、外设等。
处理器负责计算和控制，存储器用于存储数据和程序，外设用于与外部设备进行交互。
2.2 嵌入式系统的硬件设计流程嵌入式系统的硬件设计流程包括需求分析、系统设计、电路设计、PCB设计、原型制作等步骤，确保系统满足功能和性能要求。
2.3 嵌入式系统的开发工具与环境嵌入式系统的开发工具包括编译器、调试器、仿真器等，用于开发和调试嵌入式软件和硬件。
第三章嵌入式系统的软件设计与开发3.1 嵌入式系统的软件架构嵌入式系统的软件架构包括操作系统、驱动程序、应用程序等。
操作系统负责管理系统资源和调度任务，驱动程序用于控制外设，应用程序实现系统功能。
3.2 嵌入式系统的软件开发流程嵌入式系统的软件开发流程包括需求分析、系统设计、编码、测试、调试等步骤，确保软件的正确性和稳定性。
3.3 嵌入式系统的软件开发工具与技术嵌入式系统的软件开发工具包括编译器、调试器、仿真器等，技术包括C语言、汇编语言、RTOS等。
嵌入式系统的发展趋势
嵌入式系统的发展趋势嵌入式系统是指嵌入到其他系统或设备中的计算机系统，它们用于控制、监测和执行特定任务。
随着科技的不断进步和社会的不断发展，嵌入式系统也在不断发展。
以下是嵌入式系统的发展趋势：1. 物联网的崛起：随着物联网的普及，越来越多的设备和系统互联互通。
嵌入式系统作为物联网的核心技术之一，将成为各种智能设备和传感器的关键组成部分。
2. 人工智能的集成：人工智能技术在嵌入式系统中的应用越来越广泛。
通过将人工智能算法和模型集成到嵌入式系统中，可以实现更强大的分析和决策能力，使设备更加智能化和自主化。
3. 资源的优化：随着能源和材料的稀缺性日益加剧，嵌入式系统将更加注重资源的优化。
通过采用更高效的算法和架构设计，可以在保证系统性能的前提下减少能源的消耗和材料的使用。
4. 安全性的提升：随着网络攻击的增多以及数据安全的重要性日益凸显，嵌入式系统的安全性将成为一个关键问题。
嵌入式系统需要具备强大的防御能力，包括身份认证、数据加密和安全通信等。
5. 多核处理器的应用：随着多核处理器的发展和普及，嵌入式系统也将开始采用多核处理器来提高计算能力和并行处理能力。
多核处理器能够更好地支持多线程和复杂任务的同时进行。
6. 小型化和集成化：嵌入式系统越来越小型化和集成化，体积更小、功耗更低、集成度更高。
这使得嵌入式系统可以应用于更广泛的领域，如可穿戴设备、智能家居、智能医疗等。
7. 实时性的要求：随着技术的发展，对于嵌入式系统的实时性要求也越来越高。
特别是在需要高精度控制和即时响应的应用领域，如无人驾驶汽车、机器人等。
总之，嵌入式系统作为一种关键技术，将在物联网、人工智能、资源优化、安全性等领域发挥着重要的作用。
随着科技的不断发展和社会的不断进步，嵌入式系统的发展将会更加多样化、智能化和可持续发展。
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嵌入式系统的现状及发展前景嵌入式系统的现状及发展前景当我们满怀憧憬与希望跨入二十一世纪大门的时候，计算机技术也开始进入一个被称为后PC技术的时代。
在现在日益信息化的社会中，计算机和网络已经全面渗透到日常生活的每一个角落。
对于我们每个人，需要的已经不再仅仅是那种放在桌上处理文档，进行工作管理和生产控制的计算机"机器"；各种各样的新型嵌入式系统设备在应用数量上已经远远超过通用计算机，任何一个普通人可能拥有从大到小的各种使用嵌入式技术的电子产品，小到mp3，PDA等微型数字化产品，大到网络家电，智能家电，车载电子设备。
而在工业和服务领域中，使用嵌入式技术的数字机床，智能工具，工业机器人，服务机器人也将逐渐改变传统的工业和服务方式。
目前嵌入式系统技术已经成为了最热门的技术之一，吸引了大批的优秀人才投入其中。
但是对于何为嵌入式系统，什么样的技术又可以称之为嵌入式技术，仍在讨论之中，有关嵌入式系统定义的问题，已经在很多论坛社区引发了多次争论。
就这个问题我们可以分别从广义上和狭义上讲：广而化之，可以认为凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可以称为嵌入式系统。
作为系统核心的微处理器又包括三类：微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)、嵌入式微处理器(MPU)。
所以有人简单的说："嵌入式系统是指操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中。
"还有人认为嵌入式系统就是"以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统"。
应该说后者从功能应用特征上比较好的给出了嵌入式系统的定义，嵌入式的概念的分析根本上应该从应用上加以切入。
从狭义上讲，我们更加强调那些使用嵌入式微处理器构成独立系统，具有自己的操作系统并且具有某些特定功能的系统，这里的微处理器专指32位以上的微处理器。
按照这种定义，典型的嵌入式系统有使用x86的小型嵌入式工控主板，在各种自动化设备，数字机械产品中有非常广阔的应用空间；另外一大类是使用Intel，Motorola等专用芯片构成的小系统，它不仅仅在新兴的消费电子和通讯仪表等方面获得了巨大的发展应用空间，而且甚至有趋势取代传统的工控机。
现在大家更加清楚的看到：嵌入式技术的春天已经来了。
所以也就难怪嵌入式系统成为当前最热门的技术之一。
1 嵌入式系统的含义及分类嵌入式系统被定义为:以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物,这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。
目前嵌入式系统除了部分为32 位处理器外,大量存在的是8 位和16 位的嵌入式微控制器(MCU) ,嵌入式系统是计算机应用的另一种形态,正如前所述它与通用计算机应用不同:嵌入式计算机是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统之中的一种软硬件高度专业化的特定计算机系统。
目前根据其发展现状,嵌入式计算机可以分成下面几类:(1) 嵌入式微处理器(Embedded MicroprocessorUnit , EMPU) 嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU。
在应用中,将微处理器装配在专门设计的电路板上,只保留和嵌入式应用有关的母板功能,这样可以大幅度减小系统体积和功耗。
为了满足嵌入式应用的特殊要求,嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的,但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。
(2) 嵌入式微控制器(Microcontroller Unit , MCU)嵌入式微控制器又称单片机。
嵌入式微控制器一般以某一种微处理器内核为核心,芯片内部集成ROMPEPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时P计数器、WatchDog、IPO、串行口、脉宽调制输出、APD、DPA、Flash RAM、E2PROM 等各种必要功能和外设。
为适应不同的应用需求,一般一个系列的单片机具有多种衍生产品,每种衍生产品的处理器内核都是一样的,不同的是存储器和外设的配置及封装。
这样可以使单片机最大限度地和应用需求相匹配,功能不多不少,从而减少功耗和成本。
和嵌入式微处理器相比,微控制器的最大特点是单片化,体积大大减小,从而使功耗和成本下降、可靠性提高。
(3) 嵌入式DSP 处理器( Embedded Digital Signal Processor , EDSP)DSP 处理器对系统结构和指令进行了特殊设计,使其适合于执行DSP 算法,编译效率较高,指令执行速度也较高。
在数字滤波、FFT、谱分析等方面DSP 算法正在大量进入嵌入式领域,DSP 应用正从在通用单片机中以普通指令实现DSP 功能,过渡到采用嵌入式DSP 处理器。
(4) 嵌入式片上系统(System On Chip)随着EDI 的推广和VLSI 设计的普及化,及半导体工艺的迅速发展,在一个硅片上实现一个更为复杂的系统的时代已来临, 这就是System On Chip (SOC) 。
各种通用处理器内核将作为SOC 设计公司的标准库,和许多其它嵌入式系统外设一样,成为VLSI 设计中一种标准的器件,用标准的VHDL 等语言描述,存储在器件库中。
用户只需定义出其整个应用系统,仿真通过后就可以将设计图交给半导体工厂制作样品。
这样除个别无法集成的器件以外,整个嵌入式系统大部分均可集成到一块或几块芯片中去,应用系统电路板将变得很简洁,对于减小体积和功耗、提高可靠性非常有利。
2 嵌入式系统工业的特点(1) 嵌入式系统工业是不可垄断的高度分散的工业从某种意义上来说,通用计算机行业的技术是垄断的。
占整个计算机行业90 %的PC 产业,80 %采用Intel 的8x86 体系结构,芯片基本上出自Intel , AMD ,Cyrix 等几家公司。
在几乎每台计算机必备的操作系统和文字处理器方面,Microsoft 的Windows 及Word 占80 - 90 % ,凭借操作系统还可以搭配其它应用程序。
因此当代的通用计算机工业的基础被认为是由Wintel (Microsoft 和Intel 90 年代初建立的联盟) 垄断的工业。
嵌入式系统则不同,它是一个分散的工业,充满了竞争、机遇与创新,没有哪一个系列的处理器和操作系统能够垄断全部市场。
即便在体系结构上存在着主流,但各不相同的应用领域决定了不可能有少数公司、少数产品垄断全部市场。
因此嵌入式系统领域的产品和技术,必然是高度分散的,留给各个行业的中小规模高技术公司的创新余地很大。
另外,社会上的各个应用领域是在不断向前发展的,要求其中的嵌入式处理器核心也同步发展,这也构成了推动嵌入式工业发展的强大动力。
器件是嵌入式系统产业的根本,嵌入式系统工业的基础就是以应用为中心的“芯片”设计技术和面向应用的软件产品开发技术。
(2) 嵌入式系统具有的产品特征嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的,如果独立于应用自行发展,则会失去市场。
嵌入式处理器的功耗、体积、成本、可靠性、速度、处理能力、电磁兼容性等方面均受到应用要求的制约,这些也是各个半导体厂商之间竞争的热点。
和通用计算机不同,嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计,量体裁衣、去除冗余,力争在同样的硅片面积上实现更高的性能,这样才能在具体应用对处理器的选择面前更具有竞争力。
嵌入式处理器要针对用户的具体需求,对芯片配置进行裁剪和添加才能达到理想的性能;但同时还受用户订货量的制约。
因此不同的处理器面向的用户是不一样的,可能是一般用户,行业用户或单一用户。
嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起,它的升级换代也是和具体产品同步进行,因此嵌入式系统产品一旦进入市场,具有较长的生命周期。
嵌入式系统中的软件,一般都固化在只读存储器中,而不是以磁盘为载体,可随意更换,所以嵌入式系统的应用软件生命周期也和嵌入式产品一样长。
另外, 各个行业的应用系统和产品,和通用计算机软件不同,很少发生突然性跳跃,嵌入式系统中的软件也因此更强调可继承性和技术衔接性,发展比较稳定。
嵌入式处理器的发展也体现出稳定性,一个体系一般要存在8 - 10 年的时间。
一个体系结构及其相关的片上外设、开发工具、库函数、嵌入式应用产品是一套复杂的知识系统,用户和半导体厂商都不会轻易地放弃一种处理器。
(3) 嵌入式系统软件的特征嵌入式处理器的应用软件是实现嵌入式系统功能的关键,对嵌入式处理器系统软件和应用软件的要求也和通用计算机有所不同。
①软件要求固态化存储为了提高执行速度和系统可靠性,嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中,而不是存贮于磁盘等载体中。
②软件代码高质量、高可靠性尽管半导体技术的发展使处理器速度不断提高、片上存储器容量不断增加,但在大多数应用中, 存储空间仍然是宝贵的,还存在实时性的要求。
为此要求程序编写和编译工具的质量要高,以减少程序二进制代码长度、提高执行速度。
③系统软件(OS) 的高实时性是基本要求多任务嵌入式系统中,对重要性各不相同的任务进行统筹兼顾的合理调度是保证每个任务及时执行的关键,单纯通过提高处理器速度是无法完成和没有效率的,这种任务调度只能由优化编写的系统软件来完成,因此系统软件的实时性是基本要求。
④多任务操作系统是知识集成的平台和走向工业标准化道路的基础(4) 嵌入式系统开发需要开发工具和环境通用计算机具有完善的人机接口界面,在上面增加一些开发应用程序和环境即可进行对自身的开发。
而嵌入式系统本身不具备自举开发能力,即使设计完成以后用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改的,必须有一套开发工具和环境才能进行开发,这些工具和环境是基于通用计算机上的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。
(5) 嵌入式系统软件需要RTOS 开发平台通用计算机具有完善的操作系统和应用程序接口(API) ,是计算机基本组成不可分离的一部分,应用程序的开发以及完成后的软件都在操作系统(OS) 平台上面运行,但一般不是实时的。
嵌入式系统则不同,应用程序可以没有操作系统直接在芯片上运行;但是为了合理地调度多任务、利用系统资源、系统函数以及和专家库函数接口,用户必须自行选配RTOS 开发平台,这样才能保证程序执行的实时性、可靠性,并减少开发时间,保障软件质量。
(6) 嵌入式系统开发人员以应用专家为主通用计算机的开发人员一般是计算机科学或计算机工程方面的专业人士,而嵌入式系统则是要和各个不同行业的应用相结合的,要求更多的计算机以外的专业知识,其开发人员往往是各个应用领域的专家。
因此开发工具的易学、易用、可靠、高效是基本要求。