嵌入式系统现状及展望

楚红雨1 李磊民1 李驹光2

（1 西南科技大学信控学院四川绵阳 621010）

（2 中国科学院自动化研究所北京 100084）

摘要：本文对嵌入式系统的概念、特点、分类及其工业特征进行了描述与分析,并就

其面临的问题和发展趋势进行了探讨和展望。

关键词：嵌入式系统工业特点面临问题发展趋势

The situation and prospects of embedded system

Chu Hongyu Li Leimin Li Juguang (1 School of Information & Control, Southwest University of Science and Technology , Mianyang of Sichuan province 621010 ) (2 Institute of Automation ，Chinese Academy of Sciences ,Beijing,100084)

Abstract: The article presents the concept 、 characteristics 、category and industrial characteristics of embedded system . It also discusses the facing problems and forecasts developing trend.

Key Words: Industrial characteristics of embedded system ， facing Problem; Developing trend. 1嵌入式系统

1.1 嵌入式系统的概念和特点

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［1］。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，用于实现对其它设备的控制、监视或管理等功能。

按以应用为中心的分类方法将计算机分为两类：嵌入式计算机和通用计算机。通用计

算机具有计算机的标准形态，通过装配不同的应用软件，以类同面目出现并应用在社会的各个方面，典型代表为PC ;而嵌入式计算机则是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统中。

与通用的计算机系统相比，嵌入式系统具有以下特点：

（1）专用紧凑：由于嵌入式设备的用途固定、成本敏感，其软硬件够用即可。因

此，它在体积、功耗和配置等方面有明显的约束；

（2）实时响应：嵌入式系统是某种技术过程信号处理和控制的核心处理环节，必须

满足技术过程的时限要求，一定要具有实时处理的特性；

（3）并发处理：在嵌入式系统的应用环境中，系统处理的事件往往是多个，而且可

能同时发生，所以嵌入式系统一般具有并发特点；

（4）稳定可靠：嵌入式系统产品使用环境不定，使用条件往往恶劣，故其稳定性和

可靠性是系统的必须具备的条件；

（5）技术密集：嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体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、不断创新的知识

集成系统；

（6）开发困难：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,

它的开发依赖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。

（7）形式多样：嵌入式系统应用于国民经济各个领域，造成其品种繁多，形式多

样。

1.2 嵌入式系统的分类

目前嵌入式系统除了部分32位和64位处理器外，大量使用的是8位和16位的单片

机，因为嵌入式系统的大量的应用集中在中、低端产品上，高端产品应用的系统对芯片数量需求相对少一些。但随着集成电路技术的进步，32位处理器的性价比越来越具有比较高的性价比的优势，如目前大量用于手持设备和移动计算的ARM 微处理器就是其杰出的代表。

_______________________________________________________________________________https://www.360docs.net/doc/51294877.html,

目前存在两种分类方法，一种是根据嵌入式计算机的结构形态，将嵌入式计算机分为三种［8］：

1、芯片级嵌入式计算机即微控制器，俗称单片机，如MCS-51、AVR和Strong

ARM RISC嵌入式机等。

2、模板机嵌入式计算机用8位16位32位微处理器组成的单板机，如基于各种总

线的IntelX86、Motorola 68K CPU板级产品。

3、系统级嵌入式计算机工业PC机与PC兼容的嵌入式PC，国内外

广泛应用的工业控制用PC兼容机产品。

二是根据其发展现状，嵌入式处理器可以分成下面几类［7］:

图1嵌入式系统的分类

1、嵌入式微处理器（Embedded Microprocessor Unit，EMPU）：嵌入式微处理器在功能上与标准的微处理器基本一样，但为了实际应用需要，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。根据实际嵌入式应用要求，将嵌入式微处理器装配在专门设计的主板上，只保留和嵌入式应用有关的主板功能，这样可以大幅度减小系统的体积和功耗。目前主要的嵌入式处理器类型有Am186/88、386EX、Power PC、68000、MIPS、ARM/Strong-Arm等。

2、嵌入式微控制器（Micro controller Unit, MCU）：又称单片机,芯片内部集成了ROM、RAM、总线、定时器/计数器、A/D、D/A等各种必要功能和外设。与嵌入式微处理器相比，嵌入式微控制器的最大特点就是单片化，体积大大减少，使得成本和功耗下降，而可靠性、技术保密性获得提高。比较有代表性的如MCS-51、P51XA、68K系列和AVR系列等［3］。

3、嵌入式DSP（Embedded Digital Signal Processor，EDSP）： DSP是专门用于数字信号处理方面的处理器，由于DSP在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计，具有很高的编译效率和指令执行速度。嵌入式DSP比较有代表性的产品是TI公司的TMS320系列和Motorola公司的DSP56000系列。DSP应用也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）：由于集成电路设计和工艺技术水平的提高，目前已经可以将原先由许多IC组成的电子系统集成在一个单片上，构成所谓系统芯片(System On Chip，简称SOC)。系统芯片与集成电路(IC)相比，不再是一种功能单一的单元电路，而是将信号采集、处理和输出等完整的系统集成在一起，成为一个有专用目的的电子系统单片。SOC把系统的处理机制、模型算法、芯片结构、各层次电路直至器件的设计紧密结合，在一个或若干个单片上完成整个系统的功能,这样，应用系统电路板变得非常简洁，体积大大减小，功耗大大降低，而同时性能和可靠性得到很大提高。比较典型的SOC 产品是Philips的Smart XA。

2 嵌入式系统工业的特点及其面临的问题

2.1 嵌入式系统工业特点

1、嵌入式系统工业是不可垄断的高度分散的工业

当代的通用计算机工业的基础被认为是由Wintel(Microsoft和Intel90年代初建立的联盟)垄断的工业。而嵌入式系统工业则不同，由于它是与各行各业相结合的产物，导致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。嵌入式系统市场之所以迅速发展，与嵌入式功业的这个特点是有很大关系的，高度分散、不可垄断导致激烈的竞争，激烈竞争导致产品的不断推陈出新，同时，社会的各个领域也是在不断向前发展的，这些构成了嵌入式工业发展的强大动力［6］。

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。和通用计算机不同，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，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。由于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，所以嵌入式系统产品一旦进入市场，具有较长的生命周期［1、6］。

3、嵌入式软件特征

由于嵌入式系统是实时系统，其软件首先要满足高实时性的要求；其次，由于嵌入式系统往往出于某一技术过程的核心环节，健壮可靠是其基本要求；再次，由于系统处理的事件往往不是单一的，要求其系统软件能对多任务进行合理调度；最后，嵌入式系统一般是软硬件合一的系统，软件要求存储于存储器芯片或单片机本身中，由于系统的存储空间是比较宝贵的，要求软件代码简洁高效，同时，这也是为了提高执行速度和系统的可靠性。

4、嵌入式系统开发采用独特的宿主机—目标机模式

通用计算机增加一些相应的程序和环境即可对自身进行开发，而嵌入式计算机本身不具有自举开发能力，必须有一套开发工具和环境才能进行开发，并且在这个环境下调试好目标机的硬件和软件，才能使目标机（最终的嵌入式系统）脱离开发环境独立运行。下图为目前嵌入式系统开发中比较典型的开发环境。

图2 嵌入式系统开发环境

5、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，而嵌入式系统是将计算机技术、半导体技术和各个行业的具体应用相结合后的产物,因此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。所以其开发工具的易学、易用、可靠、高效是基本要求［6］。

2.2面临的问题

嵌入式系统工业正如火如荼的发展，目前随着研究和应用的进一步深入，它面临以下几个主要的问题：

1、功耗和散热的问题

随着半导体工艺的迅速发展，集成电路的集成度进一步得到很大提高；另一方面，随着社会的高速发展，人们的嵌入式系统也提出了越来越高的要求，这两方面使得嵌入式微处理器的性能不断提高（目前嵌入式系统正由向SOC发展的趋势）随之而来的就是嵌入式系统单位面积功耗加大，尤其在对微处理器有较高要求的场合，若散热问题解决得不好，将极大的限制嵌入式系统的发展。

在普通的嵌入式系统设计中，我们很少考虑到集成电路的散热，因为低速芯片的功耗一般很小，在正常的自然散热条件下，芯片的温升不会太大。随着芯片速率和半导体集成度的不断提高，即使在芯片工作电压降低的情况下，单位面积功耗也逐渐变大，例如：Ｉntel的奔腾CPU的功耗可达到25W。当自然条件的散热已经不能使芯片的温升控制在要求的指标之下时，就需要使用适当的散热措施来加快芯片表面热的释放，使芯片工作在正常温度范围之内。传统的散热的措施有散热器和风扇两种方式或者二者的同时使用［11］。

然而，随着集成电路的高速发展，对高性能芯片采用传统的散热方法和装置效果差强人意，不久前，国外Cooligy公司突破了传统的散热方式，开发出一项水冷芯片技术。他们将所采用的方法称之为活性微通道制冷-Active Micro-Channel Cooling (AMC)，具体的做法是在芯片包上层所包含的硅层上摩擦出数百条微小通道，当水或者其他液体沿着这些微小通道进行流动时，就可以迅速地将热量散开。 Cooligy公司称AMC技术对CPU的散热可以达到每平方厘米1000W，而之前最好的散热系统所能达到的效果仅为每平方厘米250W

［10］。国内，某些科研院所采用MEMS技术对小面积大功率芯片散热的研究同样值得关注。

笔者认为这是一个有效且有前景的IC散热技术之一，对嵌入式系统的应用将起到很好的推动作用。

2、开发工具不够强大、开发环境不够友好

嵌入式系统是与各个行业的具体应用相结合的产物，相关领域的应用专家应占开发人员的相当一部分，但在嵌入式的开发人员中，目前绝大多数是电子学科和计算机学科的专家，原因在于嵌入式系统的开发工具和环境往往是基于通用机算计的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等，涉及太多电子、计算机学科色彩，不够友好自然，限制了相关领域的专家的参与或削弱了他们的参与程度，这已经影响了嵌入式系统在一些领域深层次的应用。

3、相关标准问题

由于嵌入式系统是在多种硬件平台上发展起来的，许多应用系统的相关标准都是一些厂家规定的，很多标准都不兼容，随着嵌入式系统的广泛应用，尤其嵌入式系统与互联网应用的相互促进、快速发展，信息交换、资源共享机会增多，相关标准问题受到广泛关注，制定相关标准已成当务之急。我国也认识到这是一个重大且急迫的问题，2003年7月17日，“信息设备资源共享协同服务标准化工作组”(IGRS Intelligent Grouping & Resource Sharing)正式成立。该工作组是在信息技术领域内，从事行业标准制定的技术工作

组织，旨在通过开发IGRS协议，在有限范围网络域（有线、无线）内，支持多种信息设备、家用电器、通讯设备之间的设备自动发现、动态组网、资源共享和协同服务，从而提高这些设备间的互操作性和易用性，并创造出新的应用模式和丰富的应用［12］。IGRS的成立为为我国的嵌入式系统标准化走出了可喜的一步，同时这也需要更多的企业和科研院所加入推动，为早日形成真正的应用标准而努力。

3嵌入式系统的应用和发展趋势

嵌入式计算机系统源于60年代，最早出现在武器控制中，后来用于军事指挥控制和通信系统［8］，现在，嵌入式系统的应用无处不在：学习机、手持式移动电话、家用电器等，无不有它的踪影。嵌入式系统因其体积小、可靠性高、功能强、灵活方便等许多优点，其应用已深入到工业、农业、教育、国防、科研以及日常生活等各个领域,对各行各业的数字化改造、提高生产效率等方面起到了极其重要的推动作用。

综上所述，我们可以预测：一个全方位的嵌入式系统应用即将来临，随着嵌入式系统的研究和应用的进一步深入，嵌入式系统将向网络化、智能化、规范化、集成化方向发展；随着微处理器、半导体技术、精密制造技术、高新材料技术和软件技术研究的进展，嵌入式系统向高性能、低功耗、微型化和开发平台源代码公开化方向发展。在与各个行业的具体应用相结合的过程中，嵌入式系统将对国民经济进行全方位的渗透，在我国国家现代化进程中发挥巨大推进作用。

参考文献

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10、https://www.360docs.net/doc/51294877.html,/2003/1009/72977.shtml

11、https://www.360docs.net/doc/51294877.html,/t_article/list.asp?indexid=783

12、https://www.360docs.net/doc/51294877.html,/index.html

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14、M. Müllerburg. Software intensive embedded systems. Information and Software Technology 41 (1999) 979–

984

作者简介：

楚红雨男，硕士研究生，研究方向：嵌入式系统，计算机集成控制。

李磊民男，西南科技大学信控学院教授，主要研究方向：工业现场装备自动化，计算机集成控制和MEMS技术，国防科工委项目“MEMS微通道相关冷却技术研究”项目组副组长。

李驹光男，中科院自动化所博士研究生，研究方向：嵌入式操作系统实时性研究。

联系方式：四川绵阳西南科技大学信控学院楚红雨（621010）E-mail：chu_hongyu@https://www.360docs.net/doc/51294877.html,

浅谈嵌入式系统的现状及发展前景

课程考核论文课程名称信息学导论学生姓名曾文静学号1141304067 系、专业信息工程系电子科学与技术专业 2013年6 月15 日浅谈嵌入式系统的现状及发展前景摘要:从嵌入式系统的含义、特点、开发平台及其工业特征出发 ,深入阐述了嵌入式计算机技术的发展现状 ,展望了嵌入式系统产业在我国的广阔发展前景景。 1. 嵌入式系统的发展趋势及典型应用产品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。近几年，嵌入式系统产品日臻完善，并在全世界各行业得到广泛应用。嵌入式系统产品的研制和应用已经成为我国信息化带动工业化、工业化促进信息化发展的新的国民经济增长点。随着信息化、智能化、网络化的发展，嵌入式技术将全面展开，现在嵌入式已经成为通信和消费类产品的共同发展方向。总体来说，嵌入式系统分别在硬件和软件方面获得发展。嵌入式系统必将成为当今IT界的又一焦点，开发自主知识产权的嵌入式处理器和嵌入式操作系统，对于我们国家的民族IT产业来讲具有十分重要的战略意义。从国内IT市场来看，嵌入式系统及其产品在由家电产品和Internet衍生出来的新型市场中占有主导地位和独特份额。在消费家电的智能化的今天，嵌入式更显重要。像我们平常见到的手机、PDA、电子字典、可视电话、VCD/DVD/MP3Player、数字相机（DC）、数字摄像机（DV）、U-Disk 、机顶盒（Set Top Box）、高清电视（HDTV ）、游戏机、智能玩具、交换机、路由器、数控设备或仪表、汽车电子、家电控制系统、医疗仪器、航天航空设备等等，都是典型的嵌入式系统。据预测，随着Internet的迅速发展和廉价微处理器的出现，嵌入式系统将在日常生活里形成更大的应用领域。例如，行车称重无线遥测调度系统:由贵溪冶炼厂和北京市自动化系统成套工程公司合作开发，用在贵溪冶炼车间。具体要求为系统前端由安装在行车上的行车工作站(3台)构成，行车工作站将行车称重信号转换成数字信号，并将采集的数字信号经处理后，通过无线电台传送给地面接收电台，接收电台将信号传输给地面工作站，地面工作站将接收到的信号进行归纳处理、监视，通过双绞线传送给闪速炉、阳极炉操作室显示，通过以太网传送给5台转炉操作并显示，传送给车间办公室终端，车间办公室进行最终的数据归纳、生成报表并打印。其中行车工作站主要采用PC/104数据采集卡和研华公司3.5英寸饼干PC机PCM-4，该机主板上带有Load bus IDE,VGA/LCD口，2个串口，1个并口和软驱接口，并附16M电子硬盘，体积小巧却达到了486级工业PC的配置水平。显示屏采用EL致发光屏(带触摸屏)，通过RS232接口与调制解调器及数据传输电台相连。行车工作站采用Windows32操作系统和组态王2.0版软件，实现数据采集、输入行车运行状态、参数计算、显示功能，并在该软件基础上开发

嵌入式技术的现状和发展前景

浅谈我国嵌入式技术的现状与发展学院：信息工程学院班级：15级四班__________ 姓名：_马令剑_ 浅谈我国嵌入式技术的现状与发展当我们这些曾经稚嫩的孩子满怀憧憬与希望跨入21 世纪大门的时候，计算机技术也开始进入一个如火如荼的时代！就像我们这一代青少年一样，生长的茁壮而有力，计算机也在迅速的发展着。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学号：一Z2015019 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手机等微型数字化产品，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。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。计算机应用的普及、互联网技术的实用以及纳米微电子技术的突破，正有力推动着21 世纪工业生产、商业活动、科学实验和家庭生活等领域自动化和信息化进程。全过程自动化产品制造、大范围电子商务活动、高度协同科学实验以及现代化家庭起居，为嵌入式产品造就了崭新而巨大的商机。除了沟通信息高速公路的交换机、路由器和Modem构建CIMS所需的DCS和机器人以及规模较大的家用汽车电子系统。最有量产效益和时代特征的嵌入式产品应数因特网上的信息家电（Internet Appliances）, 女口Web可视电话、Web游戏机、Web PDA俗称电子商务、商务通）、WAF电话手机、以及多媒体产品，如STB（电视机顶盒）、DVD播放机、电子阅读机。（一）、在嵌入式技术的现状方面以信息家电为代表的互联网时代嵌入式产品，不仅为嵌入式市场展现了美好前景，注入了新的生命；同时也对嵌入式系统技术，特别是软件技术提出新的挑战。这主要包括：支持日趋增长的功能密度、灵活的网络联接、轻便的移动应用和多媒体的信息处理，此外，当然还需对付更加激烈的市场竞争。 1. 入式应用软件的开发需要强大的开发工具和操作系统的支持随着因特网技术的成熟、带宽的提高，ICP和ASP在网上提供的信息内容日趋丰富、应用项目多种多样。像电话手机、电话座机及电冰箱、微波炉等嵌入式电子设备的功能不再单一，电气结构也更为复杂。为了满足应用功能的升级，设计师们一方面采用更强大的嵌入式处理器如32位、64位RISC芯片或信号处理器DSP增强处理能力；同时还采用实时多任务编程技术和交叉开发工具技术来控制功能复杂性，简化应用程序设计、保障软件质量和缩短开发周期。目前，国外商品化的嵌入式实时操作系统，已进入我国市场的，如WindRiver,、Microsoft、QNX和Nuclear等产品。我国自主开发的嵌入式系统软件产品如科银(CoreTek) 公司的嵌入式软件开发平台DeltaSystem, 它不仅包括DeltaCore嵌入式实时操作系统，而且还包括LamdaTools交叉开发工具套件，测试工具，应用组件等；此外，中科院也推出了Hopen嵌入式操作系统。 2. 上网成为必然趋势为适应嵌入式分布处理结构和应用上网需求，面向21 世纪的嵌入式系统要求配备标准的一种或多种网络通信接口。针对外部联网要求，嵌入设备必需配有通信接

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嵌入式系统的现状与发展前景

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

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学号：20097610144 班级：09级1班姓名：王丹

我国嵌入式技术的现状与发展嵌入式系统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。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在1999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。在广播电视领域，美国已开始由模拟电视向数字电视转变，欧洲的DVB（数字电视广播）技术已在全球大多数国家推广。数字音频广播（DAB）也已进入商品化试播阶段。而软件、集成电路和新型元器件在产业发展中的作用日益重要。所有上述产品中，都离不开嵌入式系统技术。像前途无可计量的维纳斯计划生产机顶盒，核心技术就是采用32位以上芯片级的嵌入式技术。在个人领域中，嵌入式产品将主要是个人商用，作为个人移动的数据处理和通讯软件。由于嵌入式设备具有自然的人机交互界面，GUI屏幕为中心的多媒体界面给人很

大的亲和力。手写文字输入、语音拨号上网、收发电子邮件以及彩色图形、图像已取得初步成效。目前一些先进的PDA在显示屏幕上已实现汉字写入、短消息语音发布，日用范围也将日益广阔。对于企业专用解决方案，如物流管理、条码扫描、移动信息采集等，这种小型手持嵌入式系统将发挥巨大的作用。自动控制领域，不仅可以用于ATM机，自动售货机，工业控制等专用设备，和移动通讯设备结合、GPS、娱乐相结合，嵌入式系统同样可以发挥巨大的作用。近期长虹推出的ADSL产品，结合网络，控制，信息，这种智能化，网络化将是家电发展的新趋势。硬件方面，不仅有各大公司的微处理器芯片，还有用于学习和研发的各种配套开发包。目前低层系统和硬件平台经过若干年的研究，已经相对比较成熟，实现各种功能的芯片应有尽有。而且巨大的市场需求给我们提供了学习研发的资金和技术力量。从软件方面讲，也有相当部分的成熟软件系统。国外商品化的嵌入式实时操作系统，已进入我国市场的有WindRiver、Microsoft、QNX和Nuclear等产品。我国自主开发的嵌入式系统软件产品如科银(CoreTek)公司的嵌入式软件开发平台Delta System，中科院推出的Hopen嵌入式操作系统（虽然还不够完善）。同时由于是研究热点，所以我们可以在网上找到各种各样的免费资源，从各大厂商的开发文档，到各种驱动，程序源代码，甚至很多厂商还提供微处理器的样片。这对于我们从事这方面的研发，无疑是个资源宝库。对于软件设计来说，不管是上手还是进一步开发，都相对来说比较容易。这就使得很多生手能够比较快的进入研究状态，利于发挥大家的积极创造性。

中国制造业的现状分析

中国制造业的现状 1、总体看来，目前中国制造业发展异常迅速，产业基础越做越大，但总体科技含量不高，军工我不知道，就民用而言。凑合在中低端。 2、生产设备方面。机器的制造称为制造的制造，目前虽然很多设备可以国产了，但比其品质，稳定性，扩展性上看和国外相比，还有差距。像我现在搞的精密模具，要用的加工中心就是纯进口。 3、从业人员，奋斗在制造业第一线的人文化素质不高，缺少技术工人。 4、自主产品有限，很多厂就是外国世界工厂上的一点，依赖性强。据我在工厂接触的几个外国技术人员来看，世界上制造业发展的趋势应该是标准化数字制造，即生产实现数字化控制，人只要把需要设计出东西输入电脑后，即可实现全自动生产。但这样的生产建立的前提是精加工。所以很多外国企业把初级加工转嫁给第三世界国家，自己做精加工，然后出自主产品，赚取高额利润。

中国装备制造如何走出国门推动国际产能与装备制造的合作，让更多中国企业在全球基础设施建设中发挥作用，可以为全球经济质量提升作出中国应有的贡献，也能够为中国化解过剩产能提供一个重要出口，为中国经济转型、提质增效创造有利条件。国务院公布关于推进国际产能和装备制造合作的指导意见，提出包括加快铁路“走出去”步伐、大力开发和实施境外电力项目、加快自主品牌汽车走向国际市场等主要任务。这份文件对于推进我国国际产能和装备制造合作，实现我国经济提质增效升级，具有十分重要的指导作用。改革开放以来，我国的装备制造业处于快速发展之中，产业规模、技术水平和国际竞争力大幅提升。与此同时，在遭遇全球金融危机侵袭后的最近几年来，全球产业结构出现加速调整趋势，基础设施建设出现一轮新的高潮，特别是在发展中国家，在大力推进工业化、城镇化过程中，对于基础设施建设尤为重视。国际市场出现的这种变化，为我国装备制造业走出国门，在全球市场上占据制高点提供了有利的契机。在评估国际产能与装备制造合作的前景时，一个不可忽视的重要因素是，我国提出的“一带一路”发展战略和组建亚投行的倡议，受到了相关国家的广泛认同。国家领导人频频出访亚洲、非洲、拉丁美洲等发展中国家集中的地区，不仅使我国对外开放提高到了一个新台阶，也为中国与相关国家创造了产能与装备制造合作的良机。目前，无论是“一带一路”相关国家还是亚非拉地区，基础设施建设都较为薄弱，中国企业如果能够在这方面的合作中占领先机，对于这些地区的经济基础提升将起到重大推动作用，使“一带一路”和其他一些合作构想出现突破性进展。因此，开展国际产能和装备制造合作，对于我国具备广阔的市场前景。

基于Linux嵌入式操作系统的研究

基于Linux 嵌入式操作系统的研究李红卫１，潘瑜１，王树亮２，薛小锋１（１．江苏技术师范学院计算机科学与工程学院，江苏常州２１３００１；２．江苏技术师范学院图书馆，江苏常州２１３００１）摘要：从Ｌｉｎｕｘ内核实时性、实时调度策略以及时钟细粒度定时器三个方面，对Ｌｉｎｕｘ嵌入式实时化技术进行了探讨。在内核中插入抢占点或采用双内核系统，改善Ｌｉｎｕｘ的实时性能；通过动态优先级提高实时任务的调度性能；通过增加时钟中断频率或采用实时时钟一次性模式，实现时钟细粒度。关键词：Ｌｉｎｕｘ；嵌入式系统；实时性；进程调度中图分类号：ＴＰ３１６．２文献标识码：Ａ０引言嵌入式系统是集软硬件于一体可独立工作的计算机系统，它通常是更大系统中一个完整的部分［１］。在早期的嵌入式系统设计中一般不包含操作系统，但当系统越来越复杂、应用范围越来越广泛时，没有操作系统已成为系统开发的最大障碍；因此，在嵌入式系统的发展中，出现了各种各样的商用嵌入式操作系统。嵌入式操作系统的出现改变了以往嵌入式软件设计只能针对具体的应用从头做起，使嵌入式系统的开发方法更具科学性；同时，采用嵌入式操作系统提高了系统的开发效率，减少了开发的工作量，增强了软件的可移植性。操作系统成为嵌入式系统的核心，是一个时代的特征，也是嵌入式系统从简单的单片机、微处理器走向愈来愈复杂的嵌入式ＳＯＣ和ＣＰＵ的自然体现［２］。开源Ｌｉｎｕｘ操作系统的出现，给嵌入式操作系统的发展带来生机，将Ｌｉｎｕｘ应用于嵌入式系统开发环境中已十分广泛；但就目前而言，嵌入式Ｌｉｎｕｘ的研究成果与市场的真正需求仍有一段差距，还需要在嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统的实时性、进程调度等方面对其进行不断的改进和完善。１改造Ｌｉｎｕｘ为嵌入式操作系统的分析实时系统最重要的特征是实时性，实时性是指系统对外部事件的响应和处理要在一个给定的时间内完成，即计算必须在到达死线（ｄｅａｄｌｉｎｅ）前完成［１］。根据丢失死线的容忍程度可将实时系统分为硬实时系统和软实时系统：硬实时系统必须保证任务在到达死线之前完成，丢失死线将会引发灾难；软实时系统能保证任务在死线之前完成，但死线的丢失并不会带来致命的错误。在大多数嵌入式系统应用中往往要求系统具有实时性。虽然Ｌｉｎｕｘ是一个分时操作系统，但其符合ＰＯＳＩＸ１００３．１ｂ关于实时扩展部分的标准，尤其Ｌｉｎｕｘ２．６的推出给嵌入式系统以及实时系统的应用带来生机。将Ｌｉｎｕｘ改造为嵌入式实时操作系统具有（１）Ｌｉｎｕｘ功能强大、（２）开放源码、（３）支持多种硬件平台、（４）收稿日期：２００６－０２－２１；修回日期：２００６－０４－０３基金项目：江苏技术师范学院科研基金资助项目（ＫＹＹ０４００１）作者简介：李红卫（１９６６－），男，山西阳城人，江苏技术师范学院计算机科学与工程学院副教授。ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＪＩＡＮＧＳＵＴＥＡＣＨＥＲＳＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ江苏技术师范学院学报Ａｐｒ．，Ｖｏｌ．１２，Ｎｏ．２２００６２００６年４月第１２卷第２期

(完整word版)嵌入式系统设计与应用

嵌入式系统设计与应用本文由kenneth67贡献 ppt文档可能在W AP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。课程名称：课程名称：嵌入式系统设计与应用总学时：其中讲课36学时，上机实践环节12 36学时12学时总学时：其中讲课36学时，上机实践环节12学时教材：嵌入式系统设计教程》教材：《嵌入式系统设计教程》电子工业出版社马洪连参考书：参考书：1、《嵌入式系统开发与应用》北航出版社、田泽编著. 嵌入式系统开发与应用》北航出版社、田泽编著. 2、《ARM体系结构与编程》清华大学出版社杜春雷编著ARM体系结构与编程体系结构与编程》嵌入式系统设计与实例开发—ARM ARM与C/OS3、《嵌入式系统设计与实例开发ARM与μC/OS-Ⅱ》清华大学出版社王田苗、魏洪兴编著清华大学出版社王田苗、ARM嵌入式微处理器体系结构嵌入式微处理器体系结构》4、《ARM嵌入式微处理器体系结构》北航出版社、马忠梅等著. 北航出版社、马忠梅等著. 张石．ARM嵌入式系统教程嵌入式系统教程》5、张石．《ARM嵌入式系统教程》．机械工业出版2008年社．2008年9月 1 课程内容绪论：绪论： 1）学习嵌入式系统的意义2）高校人才嵌入式培养情况嵌入式系统设计（实验课）3）嵌入式系统设计（实验课）内容安排第1章嵌入式系统概况 1.1 嵌入式系统的定义1.2 嵌入式系统的应用领域及发展趋势1.3 嵌入式系统组成简介第2章嵌入式系统的基本知识 2.1 2.2 2.3 嵌入式系统的硬件基础嵌入式系统的软件基础ARM微处理器的指令系统和程序设计ARM微处理器的指令系统和程序设计 2 第3章 3.1 3.2 3.3 基于ARM架构的嵌入式微处理器基于ARM架构的嵌入式微处理器ARM 概述嵌入式微处理器的组成常用的三种ARM ARM微处理器介绍常用的三种ARM 微处理器介绍第4章 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 嵌入式系统设计概述嵌入式系统的硬件设计嵌入式系统接口设计嵌入式系统人机交互设备接口嵌入式系统的总线接口和网络接口设计嵌入式系统中常用的无线通信技术 3 第5章嵌入式系统开发环境与相关开发技术 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 6.1 6.2 6.3 6.4 概述嵌入式系统的开发工具嵌入式系统调试技术嵌入式系统开发经验嵌入式系统的Bootloader Bootloader技术嵌入式系统的Bootloader技术μC/OS-II操作系统概述C/OS-II操作系统概述ADS开发环境ARM ADS开发环境C/OS-II操作系统在ARM系统中的移植操作系统在ARM μC/OS-II操作系统在ARM系统

嵌入式技术的研究发展现状

嵌入式技术的研究发展现状引言：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。一、嵌入式技术和嵌入式系统的定义及特点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。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。嵌入式系统可以称为后PC时代和后网络时代的新秀。与传统的通用计算机，数字产品相比，利用嵌入式技术的产品有其自己的特点： 1 、由于嵌入式系统采用的是微处理器，实现相对单一的功能，采用独立的操作系统，所以往往不需要大量的外围器件。因而在体积上，功耗上有其自身的优势。相比之下，一个使用Windows CE的PDA仅靠机内电源就可以使用几天，而任何一台笔记本仅仅能够支持3 小时左右。 2 、嵌入式系统是将计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物，是一门综合技术学科。由于空间和各种资源相对不足，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中对处理器的选择更具有竞争力。 3 、嵌入式系统是一个软硬件高度结合的产物。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。片上系统，板上系统的实现，使得以pda 等为代表的这类产品拥有更加熟悉的操作界面和操作方式，比着传统的商务通等功能更加完善，实用。 4 、为适应嵌入式分布处理结构和应用上网需求，面向21 世纪的嵌入式系统要求配备标准的一种或多种网络通信接口。针对外部联网要求，嵌入设备必需配有通信接口, 相应

中国制造业发展现状

中国制造业发展现状分析摘要：机械制造业是一个国家的基础行业，是国民经济发展的支柱产业，直接体现了一个国家的生产力水平，是区别发展中国家和发达国家的重要因素。本文通过一些权威数据分析中国制造业目前的发展现状，研究中国制造业落后的深层次原因，在此基础上提出我国制造业今后发展的策略和方向。引言制造业是指对制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、技术、信息和人力等），按照市场要求，通过制造过程，转化为可供人们使用和利用的工业品与生活消费品的行业。作为我国国民经济的支柱产业，制造业是我国经济增长的主导部门和经济转型的基础；作为经济社会发展的重要依托，制造业是我国城镇就业的主要渠道和国际竞争力的集中体现。改革开放以后，中国制造业发展迅速，极大地带动中国的经济，中国经济总量已超越日本，成为世界第二大经济体。然而，我们必须看到制约中国制造业发展的瓶颈，找出问题所在，加以重视，中国的制造业才会有更大的发展空间，而不是继续着“大而不强”。中国制造业的现状 1.中国对外贸易快速发展，在世界贸易总额中的地位不断上升 2001-2010国内生产总值平均增长速度为10.5%，由2000年的99214.6亿元增加到2010年的403260.0亿元，第一产业增长4.2%，第二产业为11.5%，第三产业为11.2%。2010年工业总产值为698591亿元。1990-2003年我国制造业出口年均增长达17.5% ，大大高于世界平均水平。 2.工业制成品在出口商品总额中的比重不断提高，中国正逐步成为世界生产基地由1980年为49.7%，1990年为74.4%，1999年为89.8%，2000年以后接近90%，2003年已上升到92.1%。单位（亿美元） 3.中国制造业在国际市场的竞争力不断上升（1）2003年机电产品进、出口规模均首次突破2000亿美元大关，分别达到2249.9亿美元、2274.6亿美元，占总进口和总出口的比重分别达到54.5%和51.9%，其中出口比重较上年提高了3.7个百分点。2003年，中国高新技术产品的出口也突破了1000亿美元，达到1101.6亿美元，同比增长了62.7%。

几种主流嵌入式操作系统分析

几种主流嵌入式操作系统分析 1．嵌入式Linux 嵌入式Linux（Embedded Linux）是指对标准Linux经过小型化裁剪处理之后，能够固化在容量只有几KB或者几MB 字节的存储器芯片或者单片机中，是适合于特定嵌入式应用场合的专用Linux操作系统。在目前已经开发成功的嵌入式系统中，大约有一半使用的是Linux。这与它自身的优良特性是分不开的。嵌入式Linux 同Linux 一样，具有低成本、多种硬件平台支持、优异的性能和良好的网络支持等优点。另外，为了更好地适应嵌入式领域的开发，嵌入式Linux 还在Linux 基础上做了部分改进，如下所示。 ? 改善的内核结构 Linux 内核采用的是整体式结构（Monolithic），整个内核是一个单独的、非常大的程序，这____________样虽然能够使系统的各个部分直接沟通，提高系统响应速度，但与嵌入式系统存储容量小、资源有限的特点不相符合。因此，在嵌入式系统经常采用的是另一种称为微内核（Microkernel）的体系结构，即内核本身只提供一些最基本的操作系统功能，如任务调度、内存管理、中断处理等，而类似于文件系统和网络协议等附加功能则运行在用户空间中，并且可以根据实际需要进行取舍。这样就大大减小了内核的体积，便于维护和移植。 ? 提高的系统实时性由于现有的Linux 是一个通用的操作系统，虽然它也采用了许多技术来加快系统的运行和响应速度，但从本质上来说并不是一个嵌入式实时操作系统。因此，利用Linux 作为底层操作系统，在其上进行实时化改造，从而构建出一个具有实时处理能力的嵌入式系统，如RT-Linux 已经成功地应用于航天飞机的空间数据采集、科学仪器测控和电影特技图像处理等各种领域。嵌入式Linux 同Linux 一样，也有众多的版本，其中不同的版本分别针对不同的需要在内核等方面加入了特定的机制。嵌入式Linux 的主要版本如表4.1所示。表4.1 嵌入式Linux主要版本版本简单介绍 μCLinux 开放源码的嵌入式Linux 的典范之作。它主要是针对目标处理器没有存储管理单元 MMU，其运行稳定，具有良好的移植性和优秀的网络功能，对各种文件系统有完备的支持，并提供标准丰富的API RT-Linux 由美国墨西哥理工学院开发的嵌入式Linux硬实时操作系统。它已有广泛的应用 Embedix 根据嵌入式应用系统的特点重新设计的Linux发行版本。它提供了超过25种的Linux 《嵌入式Linux应用程序开发详解》——第4章、嵌入式系统基础系统服务，包括Web服务器等。此外还推出了Embedix的开发调试工具包、基于图形界____________面的浏览器等。可以说，Embedix是一种完整的嵌入式Linux解决方案

嵌入式系统的应用研究

嵌入式系统的应用研究发表时间：2017-08-08T18:10:33.197Z 来源：《电力设备》2017年第10期作者：郭浩田 [导读] 摘要：随着社会的日益信息化，计算机和网络已经全面渗透到日常生活的每一个角落。（北京交通大学海滨学院河北黄骅 061100）摘要：随着社会的日益信息化，计算机和网络已经全面渗透到日常生活的每一个角落。对于我们来说，需要的已经不再仅仅是哪种桌面计算机，任何一个人都可能拥有从小到大的各种使用嵌入式技术的电子产品，小到MP3、PDA、信息家电等消费数码，大到网络通信、车载电子、工业控制、国防武器等设备。目前，各种新型的嵌入式系统设备的应用领域和数量已经远远超过了通用计算机，如果说我们生活在一个充满嵌入式系统的世界中，是毫不夸张的。关键词：嵌入式；设备；软件硬件嵌入式系统（Embedded System）是当今最热门的技术之一。 1嵌入式系统简介 1.1嵌入式系统的定义和特点嵌入式系统是指以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁减，适应应用系统对功能、成本、体积、功耗和可靠性严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统主要由嵌入式处理器、外围硬件设备、嵌入式实时操作系统（RTOS）以及特定的应用程序等四部分组成，是集软/硬件于一体的可独立工作的“器件”。嵌入式系统与通用型的相比其主要特点是： 1.嵌入式系统通常是面向特定应用的。嵌入式CPU与通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中，它通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，移动能力大大增强，跟网络的耦合也越来越紧密。 2.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中对处理器的选择更具有竞争力。 3.为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的系统程序（包括操作系统）和应用程序是浑然一体的，这些程序被编译连接成一个可以执行的二进制映像文件，然后被固化在系统存储空间中[1]。 4.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大部分程序功能进行修改的，所以嵌入式系统的开发系统和实际运行系统并不是同一个，需要交叉编译系统和适当的调试系统； 5.高可靠性和高实时性。即在恶劣的环境或突然断电的情况下，系统仍然能够正常工作；同时对于特殊的信号、消息、中断有极高的响应。 1.2嵌入式系统的发展和趋势虽然嵌入式系统是近几年才风靡起来的，但是这个概念并非最近才出现。它是随着微电子技术和计算机技术的发展，从而越来越来引人注目。从20世纪70年代单片机的出现到今天各种各样的嵌入式微处理器、微控制器的大规模应用，嵌入式系统已经有近30年的发展历史。作为一个越来越复杂的系统，往往都是在硬件和软件双螺旋式交替发展下逐渐趋于成熟和稳定，嵌入式系统也不例外。嵌入式系统最初的应用是基于单片机的。20世纪70年代单片机的出现，使得汽车、家电、工业机器、通信设备以及成千上万种产品可以通过内嵌电子装置来获得更多性能，更容易使用，更便宜。这些设备已经初步具备了嵌入式的特点，但是这只是8位芯片，内部不过几万到十几万个门；执行单线程的程序，程序不过几千行；还不是“系统”。随着深亚微米技术的不断进步，集成度大幅度提高，现在芯片工艺已经从0.5um变成90nm，将整个嵌入式系统集成在单一芯片上已成为现实，即嵌入式系统，也就是通常所说的SOC。除了以前的微处理器内核以外，还在内部集成了必要的ROM/RAM/FLASH、系统总线、定时/计数器、串口、脉宽调制输出、A/D、D/A、I/O等各种必要功能和外设，更有的特定应用芯片还有视频编解码、以太网控制、DSP等模块。现在主流的嵌入式芯片已经从8位的51、AVR、PIC系列拓展到32位的ARM、MIPS、POWERPC系列。 2嵌入式处理器概述 2.1嵌入式处理器的分类嵌入式系统的核心部件是各种类型的嵌入式处理器，目前据不完全统计，全世界嵌入式处理器的品种总量已经超过1500多种，流行体系结构有30几个系列。现在几乎每个半导体制造商都生产嵌入式处理器，越来越多的公司有自己的处理器设计部门。嵌入式处理器的寻址空间一般从64KB到256MB，处理速度从0.1MIPS到2000MIPS，常用封装从8个引脚到292个引脚。过去国际上公认的通用嵌入式处理器有三大类：MCU、DSP和MPU。TI公司曾把处理器比作汽车，有个生动的比喻：MPU是轿车，追求的是经济性与速度的折中；DSP是跑车，追求的是速度；MCU是满足特殊用途的车。现在嵌入式处理器已经发展到SOC阶段[2]。（1）嵌入式微控制器（MicrocontrollerUnit，MCU）嵌入式微控制器又称单片机，从20世纪70年代就出现到今天。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、定时/计数器、WatchDog、I/O、串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A、FlashRAM、EEPROM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。微控制器的片上外设资源一般比较丰富，适合于控制，因此称为微控制器。嵌入式微控制器目前的品种和数量最多，比较有代表性的通用系列包括51、AVR、PIC、MC68K等。目前MCU占嵌入式系统约60％的市场份额。（2）嵌入式DSP处理器（DigitalSignalProcessor，DSP） 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。推动嵌入式DSP处理器发展的另一个因素是嵌入式系统的智能化，例如各种带有智能逻辑的消费类产品，生物信息识别终端，带

嵌入式软件技术的现状与发展趋势研究

嵌入式软件技术的现状与发展趋势研究嵌入式软件技术是一种常用的计算机技术，并且已经在社会经济发展中的生产生活领域得到了十分普遍的应用。不论是航空航天、军事国防，还是医疗卫生、电子通讯等，嵌入式软件技术随处可见。就目前嵌入式软件的发展情况来看，其拥有速度快、软件代码规模小等优势，在未来的智能化领域中拥有十分广阔的发展前景。现文章主要针对嵌入式软件的现状与发展趋势进行研究，以期充分发挥嵌入式软件技术对生产生活的贡献。标签：嵌入式软件；发展现状；发展趋势在计算机技术快速发展的现代化社会中，单一的计算机设备已经难以满足人们的生活与生产需求，人们开始对各种类型的嵌入式软件提出了新的要求。在日常生活中，嵌入式软件随处可见。网络电视、智能家电、汽车电子控制、全球定位导航系统、智能手机、智能游戏机等等都是应用嵌入式软件的产品。人们的日常生活已经离不开嵌入式软件技术，嵌入式软件的发展方向将会成为未來生产生活的关键。因此，针对嵌入式软件的现状与发展趋势进行研究对于嵌入式软件技术的发展进步有着十分重要的实际意义。 1 嵌入式软件软件是为了满足使用需求而设计开发的程序、文件与相关技术。从分类的角度来看，软件可以分为系统软件与应用软件，从应用范围来分可以分为数据库软件、嵌入式软件等。从计算理论来看，一般软件可以看作是一组过程化的数学函数，函数输入数据隐射输出数据。而嵌入式软件同样也是数学函数，但是其于嵌入式软件的主要作用并非转化数据，而是与物理领域进行联通。简单的说，就是利用相关技术将操作系统或者其他开发软件嵌入到硬件之中。 1.1 嵌入式软件的分类嵌入式操作系统。嵌入式操作系统EOS（Embedded Operating System）是一种运用十分普及的系统软件。以往该操作系统更多的是被用于工业生产以及国防管理控制领域当中。嵌入式操作系统需要完成嵌入系统中所有的硬件、软件的调度、调整、控制与协调工作。嵌入式操作系统必须要充分体现系统的特点，通过安装与卸载模块的操作来完成系统的功能。一般来说，嵌入式操作系统主要在商业运作中应用更为合适。20世纪80年代开始，商业化的嵌入式操作系统就得到繁荣的发展。目前，全球主要的嵌入式操作系统有Windows CE、Palm OS、Linux、VxWorks等等[1]。其中在我国得到了普及应用的软件有WindRiver、Microsoft、QNX。相对于国外来说，我国嵌入式操作系统的发展起步时间较晚，与国外还存在一定的距离。国内该类型产品主要是在自主版权的Linux操作系统上实现的，使用较为普及的有红旗Linux、东方Linux等。嵌入式支撑软件。嵌入式支撑软件的功能是辅助软件开发行为，为软件开发

中国制造业的现状与面临的挑战

制造业是国民经济的物质基础和工业化的产业主体，是社会进步与富民强国之本。任何一个大国（我不是说像新加坡这样的城市国家）为了自身的发展和安全，都将装备制造业的发展和升级作为国家战略来对待，高度发达的装备制造业是实现工业化的必备条件，也是一个国家综合竞争力的重要标志。制造业在中国现阶段至少有五个方面的作用：第一是我们国家经济高速增长的发动机；第二是推动国民经济和社会信息化的基础产业；第三是科技创新的重要载体；第四是劳动就业的主要部门；最后也是国家安全的一个基本保证。中国制造业的发展现状。中国制造业在改革开放25年间得到了快速的增长，它的动力来自两个方面，一是强大的国内需求，就是国内的基本建设、基础设施建设的需求，人民生活提高的需求，还有就是国际产业的转移。中国制造业在GDP里面所占的比重一直都是比较高的，因为我们现在正处于工业化的中期，世界制造业的主要国家第一还是美国，第二是日本，中国在2003年超过了德国。可以看出尽管美国的服务业已经超过80%，但是它还是世界上制造业最强的国家。可见制造业特别是装备制造业始终是高于GDP的速度在增长，它已经成为我国最大的产业和国民经济重要的组成部分。我们国家制造业的构成分为三块，一共是17个行业，有5个行业是轻工业、纺织工业和日用品的制造，这大概占制造业的30.24%；第二块也是5个行业，主要是资源加工，包括石油化工、橡胶、非金属、金属冶炼，大概占33%，就是我们整个制造业产值增加值的三分之一；第三是机械、电子类制造业，这稍微多一点，比三分之一多一点大概是35%，所以三块组成大概是这样。轻工业比三分之一略少，资源加工业三分之一，还有机电加工产品比三分之一多。我们可以大致说一下资源加工业生产的产品全部是用在国内，包括像钢铁、有色金属、石油加工的产品，都是用于国内的。轻工业和机械、机电工业的产品大约是一半或者是少于一半是出口的，主要还是满足内需。中国的工业增加值，因为第二产业还有建筑，讲工业占GDP的35.75%，工业增加值占全部工业，就是第二产业的78.69%，建筑业只有大概20%，工业上缴的税金占第二产业的90%，从业人员90.7%，这里面我想特别指出一点制造业出口占全国外贸出口的91.2%，接纳外商实际直接投资额约占全部外商投资额的70%。中国制造业的发展也是承接国际产业转移的一个结果。在市场竞争直接成本中，它们的比大约是美国30美元，欧洲24个美元，东欧是3个美元，日本是24个美元，在中国是2个美元，当然印度现在比我们还低一点，是1个美元，包括东南亚国家。以软件工程师来说，在硅谷一个成熟的软件工程师工资大概是20至30万美元，这里包括付税，不是全部给他工资；在爱尔兰是8至9万美元，在印度是4至5万美元，在中国是2至3万美元，所以无论是体力劳动者还是脑力劳动者在中国的成本都比较低。我举一个例子，像直升机，这是美国商用直升机最成熟的，在美国只生产顶部直升机的螺旋桨和尾部的螺旋桨，顶盖部分在西班牙生产，尾部也是在西班牙生产，中间的机身部分是在日本生产，起落架是在巴西生产，机头是在中国台湾生产，机尾是在中国的井冈山直升机厂生产，所以从头到尾都在中国生产，就是一个头一个尾。中国累计批准外商投资企业到2004年11月底是5万多家，合同金额超过1万亿美元，实际利用外资是5590亿美元。跨国公司的研发机构在中国发展也非常迅速，到2004年6月，在中国设立研发机构的跨国公司超过600家，累计投入研发金额是40亿美元，我们在这上面可以看到东芝、IBM、HP、英特尔、GE、诺基亚、松下、爱立信公司。跨国公司在中国的研发机构发展非常迅速，其中有计算机、电子、医疗、运输，还包括汽车。我曾经访问GE在浦东的研发机构，它用了900多个中国的博士和工程师，我说是否针对中国生产研发，它说是针对GE全世界，所以正在从面向中国转向全球。外国在华研发R&D投资分布主要还是集中在北京，接近60%，因为北京具有我们中国教育科研人才的优势，其次是在上海和深圳，在其他地区包括中国的成都、南京、武汉也都有一些研发的机构。当然，讲到中国的制造业，我们必须看中国制造业和国际先进水平的差距。第一是劳动生产率比较低，我们现在一年不到4万美元，只有美国的4.38%，日本的4%，德国的5%多一点，我们人用得比较多。中国的制造业能源消耗大，污染比较严重，制造业的能耗占全国一次能耗的63%，单位产品的能耗高出国际水平20%至30%，全国CO2的排放量67.2%是锅炉排放；第二是产品以低端为主，附加价值不高。增加值率仅为26.23%，比美国、日本及德国分别低22%、22%和11%，出口主要是劳动密集型和技术含量低的产品。当然事情是两方面的，这既是一个缺点有的时候也是优点，因为中国需要解决就业问题，如果都搞自动化工厂每年新增就业就有问题。产