高可靠嵌入式计算机系统的发展
嵌入式系统的发展历史
嵌入式计算机系统起源于微型机时代，但很快就进入到独立发展的单片机时代。在单片机时代，嵌入式系统以器件形态迅速进入到传统电子技术领域中，以电子技术应用工程师为主体，实现传统电子系统的智能化，而计算机专业队伍并没有真正进入单片机应用领域。因此，电子技术应用工程师以自己习惯性的电子技术应用模式，从事单片机的应用开发。这种应用模式最重要的特点是：软、硬件的底层性和随意性；对象系统专业技术的密切相关性；缺少计算机工程设计方法。
(2)现代计算机技术的两大分支
由于嵌入式计算机系统要嵌入到对象体系中，实现的是对象的智能化控制，因此，它有着与通用计算机系统完全不同的技术要求与技术发展方向。
通用计算机系统的技术要求是高速、海量的数值计算；技术发展方向是总线速度的无限提升，存储容量的无限扩大。而嵌入式计算机系统的技术要求则是对象的智能化控制能力；技术发展方向是与对象系统密切相关的嵌入性能、控制能力与控制的可靠性。
早期，人们勉为其难地将通用计算机系统进行改装，在大型设备中实现嵌入式应用。然而，对于众多的对象系统（如家用电器、仪器仪表、工控单元……），无法嵌入通用计算机系统，况且嵌入式系统与通用计算机系统的技术发展方向完全不同，因此，必须独立地发展通用计算机系统与嵌入式计算机系统，这就形成了现代计算机技术发展的两大分支。
如果说微型机的出现，使计算机进入到现代计算机发展阶段，那么嵌入式计算机系统的诞生，则标志了计算机进入了通用计算机系统与嵌入式计算机系统两大分支并行发展时代，从而导致20世纪末，计算机的高速发展时期。
(3) 两大分支发展的里程碑事件
通用计算机系统与嵌入式计算机系统的专业化分工发展，导致20世纪末、21世纪初，计算机技术的飞速发展。计算机专业领域集中精力发展通用计算机系统的软、硬件技术，不必兼顾嵌入式应用要求，通用微处理器迅速从286、386、486到奔腾系列；操作系统则迅速扩张计算机基于高速海量的数据文件处理能力
《嵌入式系统的低功耗与可靠性技术研究》
《嵌入式系统的低功耗与可靠性技术研究》一、引言随着物联网、智能设备以及移动计算技术的快速发展，嵌入式系统作为各种智能设备的核心部分，其低功耗与可靠性问题逐渐成为了重要的研究课题。
在面对能源短缺、环境污染以及设备稳定性要求日益严格的今天，嵌入式系统的低功耗与可靠性技术显得尤为重要。
本文将详细探讨嵌入式系统的低功耗和可靠性技术的研究现状及未来发展趋势。
二、嵌入式系统低功耗技术研究1. 硬件低功耗设计硬件低功耗设计是嵌入式系统低功耗技术的关键。
设计者在硬件设计阶段应考虑采用低功耗芯片、合理的电源管理策略等手段降低系统的整体功耗。
此外，选择合理的元器件及封装方式也能有效降低功耗。
在设计中还可以使用动态电源管理技术，根据系统运行状态调整电源供应，以达到节能目的。
2. 软件优化软件优化是降低嵌入式系统功耗的另一重要手段。
通过优化算法、减少不必要的计算和通信等措施，可以有效降低系统的运行功耗。
此外，合理设计系统任务调度策略，根据任务优先级进行任务分配和调度，也可以实现功耗的降低。
3. 休眠与唤醒机制休眠与唤醒机制是降低嵌入式系统功耗的有效手段。
通过在系统空闲时进入休眠状态，可以有效降低系统的功耗。
当系统需要再次工作时，再从休眠状态唤醒，以恢复工作状态。
这种机制在嵌入式系统中得到了广泛应用。
三、嵌入式系统可靠性技术研究1. 硬件冗余与容错设计硬件冗余与容错设计是提高嵌入式系统可靠性的重要手段。
通过采用冗余硬件和容错技术，可以在系统出现故障时保证系统的正常运行。
例如，采用双机热备、三模冗余等技术，可以提高系统的可靠性和稳定性。
2. 软件容错与恢复技术软件容错与恢复技术是提高嵌入式系统可靠性的另一重要手段。
通过设计容错算法、实现软件故障的自恢复等功能，可以在软件出现故障时及时恢复系统的正常运行。
此外，通过定期更新和修复软件漏洞，也可以提高系统的安全性与稳定性。
3. 系统级可靠性设计系统级可靠性设计是提高嵌入式系统可靠性的综合手段。
论ARM嵌入式系统的应用特点与发展
论ARM嵌入式系统的应用特点与发展摘要:在当前数字信息技术和网络技术高速发展的后PC(Post－PC)时代,本文概括了ARM技术的应用领域及其产业化发展,并预测ARM技术发展的前景。
关键词:嵌入式系统ARM 微处理器1 嵌入式系统嵌入式系统是指嵌入式计算机(Embedded Computer)及其应用系统,是指嵌入于各种设备及应用产品内部的计算机系统,它主要完成信号控制的功能,体积小,结构紧凑,可作为一个部件埋藏于所控制的装置中,它提供用户接口、管理有关信息的输入输出、监控设备工作,使设备及应用系统有较高智能和性价比。
嵌入式计算机系统,最早出现在20世纪60年代武器控制中,后来用于军事指挥控制和通信系统,现在广泛用于民用机电一体化产品中。
嵌入式系统是一种包括硬件和软件的完整的计算机系统,但又跟通用计算机系统不同。
嵌入式系统所用的计算机是嵌入到被控对象中的专用微处理器,但是功能比通用计算机专门化,具有通用计算机所不能具备的针对某个方面特别设计的、合适的运算速度、高可靠性和较低比较成本的专用计算机系统。
2 ARM嵌入式系统2.1 ARM处理器核系列及应用ARM7系列:包括ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、带有高速缓存处理器宏单元的ARM720T和扩充了Iazelle 的ARM7EJ-S。
该系列广泛应用于多媒体和嵌入式设备,包括Internet设备、网络和调制解调器设备以及移动电话、PDA等无线设备。
ARM9系列:包括ARM9TDMI、ARM920T和带有高速缓存处理器宏单元的ARM940T。
该系列主要应用于引擎管理、仪器仪表、安全系统、机顶盒、高端打印机、PDA、网络电脑以及带有MP3音频和MPEG4视频多媒体格式的智能电话中。
ARM9E系列:为综合处理器,包括ARM926EJ-S、带有高速缓存处理宏单元的ARM966E-S/ARM946E-S。
该系列强化了数字信号处理功能,可应用于需要DSP与微控制器结合使用的情况,将Thumb技术和DSP都扩展到ARM指令集中,并具有EmbeddedICE-RT逻辑,更好地适应了实时系统的开发需要。
嵌入式系统的现状及发展前景ppt课件
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。
嵌入式计算机技术论文
嵌入式计算机技术论文嵌入式计算机技术一直被视为计算机科学领域中最重要的领域之一。
随着计算机技术的不断发展，从单一应用到多领域的应用，嵌入式技术受到越来越多的关注。
本文将着重论述嵌入式计算机技术的定义、应用、发展历程和技术优势。
一、嵌入式计算机技术的定义嵌入式计算机，简称为嵌入式系统，通常是由控制器、处理器、存储器、通信设备和操作系统等所组成的一种基于计算机硬件技术和软件技术的系统。
它通常是为了特定应用而设计，根据应用的不同会有不同的外壳和规格。
二、嵌入式计算机技术的应用嵌入式计算机技术广泛应用于各个领域，如电子、通信、汽车、家电、医疗、军事等领域。
例如，智能手机中的处理器和操作系统就是嵌入式计算机技术的应用之一；智能家电中的智能控制器和智能显示器也是嵌入式计算机技术的应用之一；车载电子系统中的电子控制单元就是嵌入式计算机技术的应用之一。
三、嵌入式计算机技术的发展历程嵌入式计算机技术从20世纪70年代开始发展，并在90年代初进入了快速发展的阶段。
在过去的几十年中，嵌入式计算机技术已经发展到了一个非常成熟的阶段。
在硬件方面，嵌入式处理器已经很小巧，并且功耗也非常低；在软件方面，嵌入式操作系统也已经非常小巧、高效，并且有着非常好的实时性能和可靠性。
四、嵌入式计算机技术的技术优势嵌入式计算机技术具有以下技术优势：1、实时性能好嵌入式计算机系统通常需要处理实时数据或实时控制。
因此，它们需要有非常好的实时性能。
与计算机不同，嵌入式计算机通常采用即时嵌入式操作系统，并且硬件和软件都经过了高度优化，因此嵌入式计算机的实时性能是非常好的。
2、可靠性高嵌入式计算机系统通常是在工业生产中使用，所以它们需要具有非常高的可靠性。
嵌入式计算机通常采用固态存储器和工业级的元器件和材料，这些都能够保证系统的高可靠性。
3、功耗低嵌入式计算机通常需要在一些资源有限的场合下使用，如便携设备、汽车等。
因此，它们需要具有非常低的功耗。
嵌入式处理器通常采用低功耗设计，并且还可以采用一些省电技术，如睡眠模式和场景感知技术等。
电子信息技术中的嵌入式系统
电子信息技术中的嵌入式系统引言：在当今数字化时代，电子信息技术的迅猛发展已经渗透到我们生活的方方面面。
而作为电子信息技术的重要组成部分之一，嵌入式系统在各个领域中起着举足轻重的作用。
本文将深入探讨嵌入式系统的定义、特点、应用以及未来发展方向。
一、嵌入式系统的定义嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，它被嵌入到其他设备中，不同于个人计算机或服务器等通用计算机系统。
嵌入式系统通常具有小型、低功耗、高性能、高可靠性等特点，可以在各种环境下运行。
二、嵌入式系统的特点1. 实时性：嵌入式系统通常需要对外部事件做出即时响应，因此具备较高的实时性能。
2. 低功耗：由于嵌入式系统往往需要长时间运行，因此功耗控制是其设计的重要考虑因素。
3. 小型化：嵌入式系统需要嵌入到其他设备中，因此体积小、重量轻是其设计的基本要求。
4. 高可靠性：嵌入式系统往往用于一些关键应用，如航空航天、医疗设备等，因此需要具备高可靠性，以确保系统正常运行。
5. 多样性：嵌入式系统的应用领域非常广泛，涵盖了汽车、家电、医疗、工业控制等众多领域。
三、嵌入式系统的应用1. 汽车领域：嵌入式系统在汽车中的应用越来越广泛，如车载导航系统、车载娱乐系统、智能驾驶等，大大提升了驾驶体验和安全性。
2. 家电领域：智能家居的兴起使得嵌入式系统在家电中得到广泛应用，如智能电视、智能冰箱、智能洗衣机等，使得家庭生活更加便捷智能化。
3. 医疗领域：嵌入式系统在医疗设备中的应用可以提高医疗效率和精确度，如心脏起搏器、血糖仪、医疗影像设备等，为患者提供更好的医疗服务。
4. 工业控制领域：嵌入式系统在工业控制中的应用可以实现自动化生产，提高生产效率和质量，如机器人、自动化生产线等。
四、嵌入式系统的未来发展方向1. 人工智能与嵌入式系统的结合：人工智能的快速发展为嵌入式系统带来了更多的可能性，如智能语音助手、智能机器人等，将进一步改变我们的生活和工作方式。
2. 物联网与嵌入式系统的融合：物联网的兴起使得嵌入式系统的应用更加广泛，将各种设备和系统连接起来，实现智能化、互联互通的生态系统。
嵌入式实时操作系统的现状和未来
嵌入式实时操作系统的现状和未来嵌入式实时操作系统的现状和未来嵌入式实时操作系统（RTOS）是一种特殊的操作系统，设计目的是为了在实时环境中控制实时系统。
实时系统的要求是时间约束性和可靠性，所以RTOS要求具有响应及时、能够在特定时间完成任务、具有高可靠性等特点。
目前，嵌入式实时操作系统已经被广泛使用在通信、显示、交通、医疗、军事和航空等领域。
在这篇文章中，我们将讨论嵌入式实时操作系统的现状和未来。
嵌入式实时操作系统的现状随着技术的发展和门槛的降低，嵌入式实时操作系统的市场已经变得非常庞大。
各大公司开始涉足市场，推出了各种类型的嵌入式实时操作系统，例如Real-time Linux、QNX、VxWorks、FreeRTOS等。
这些RTOS都有各自的特点和优势，但是主要的目标是解决实时系统的各种问题。
随着智能化设备的发展，嵌入式实时操作系统的应用范围也越来越广泛，如物联网、5G、人工智能等技术的发展，将嵌入式实时操作系统带入了一个全新的阶段。
现在，RTOS可以为各种硬件平台和各种控制应用提供支持，从单片机到工业计算机，从空调控制器到科学仪器，从车辆底盘控制到机床控制，它们都可以使用RTOS来实现实时控制。
嵌入式实时操作系统的未来嵌入式实时操作系统的未来是非常光明的。
随着科技的发展，RTOS正在被更多的人认可和使用。
在未来，RTOS将会更多地应用于物联网、5G等领域。
当前，物联网的不断发展为嵌入式实时操作系统提供了更广大的应用场景。
例如，物联网需要嵌入式实时操作系统来实现数据采集和处理、通信模块、控制模块等功能。
同时，嵌入式实时操作系统也能够支持人工智能技术，提供更高级的应用程序功能和性能，从而更好地满足用户需求。
另外，随着新型技术的不断涌现，嵌入式实时操作系统也在不断发展，例如AI、机器学习、自动化等技术的引入，为嵌入式实时操作系统带来了更多的机会。
这些技术可以使嵌入式实时操作系统实现更加智能化和自主化的功能，进一步支持实时系统的精细化调度。
嵌入式系统发展与应用
嵌入式系统发展与应用引言不论是日常生活中经常使用的家庭自动化产品、家用电器、手提电话、自动柜员机（ATM），还是各行各业的办公设备、现代化医疗设备、航空电子、计算机网络设备、用于工业自动化和监测的可编程逻辑控制器（PLC），甚至是娱乐设备的固定游戏机和便携式游戏机等都属于嵌入式系统。
嵌入式系统始于微型机时代的嵌入式应用，通过将微型机嵌入到一个对象体系中，实现对象系统的智能化控制。
随着科技的不断发展，在单片机时代，嵌入式系统以器件形态迅速进入到传统电子技术领域中，以电子技术应用工程师为主体，实现传统电子系统的智能化。
而后，随着后PC时代的到来，网络、通信技术得以发展；同时，嵌入式系统软、硬件技术有了很大的提升，形成了基于嵌入式系统软、硬件平台，以网络、通信为主的非嵌入式底层应用的计算机应用模式。
1嵌入式系统的概念与发展1.1 嵌入式系统的概念嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、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。
嵌入式系统主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等4个部分组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。
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。
1.2 嵌入式系统发展纵观嵌入式系统的发展历程，大致经历了以下四个阶段：（1）无操作系统阶段嵌入式系统最初的应用是基于单片机的，大多以可编程控制器的形式出现，具有监测、伺服、设备指示等功能通常应用于各类工业控制和飞机、导弹等武器装备中，一般没有操作系统的支持，只能通过汇编语言对系统进行直接控制，运行结束后再清除内存。
这些装置虽然已经初步具备了嵌入式的应用特点，但仅仅只是使用8位的CPU芯片来执行一些单线程的程序，因此严格地说还谈不上系统的概念。
这一阶段嵌入式系统的主要特点是：系统结构和功能相对单一，处理效率较低，存储容量较小，几乎没有用户接口。