嵌入式系统的发展过程与现状
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。
嵌入式系统的现状与发展
区域治理前沿理论与策略嵌入式系统的现状与发展李文涛大连国霖技术有限公司，辽宁 大连 116021摘要：在当前，嵌入式系统被应用到很多行业和领域，嵌入式系统方案已经成为后pc时代IT领域、IC领域应用最为广泛的关键技术。
随着硬件电子技术、软件开发技术以及计算机技术的不断发展，嵌入式系统将被应用到更多的领域之中。
关键词：嵌入式；硬件；软件国际上对嵌入式最初的定义是专门用于监视系统、控制系统以及辅助操作系统上的装置。
经过这些年的发展，嵌入式的功能不断强大，嵌入式的应用领域也更为宽泛，嵌入式在当前主要是指为了各种具体应用功能的实现，按照基本计算机技术，在硬件方面和软件方面均可裁剪，不断适应各种应用系统的发展，要求可靠性高、成本低、体积小、功耗低，这样的专用计算机系统就是嵌入式系统。
嵌入式的系统的核心包含微处理器、各种存储器、各类设备接口以及各类I/O 接口。
在嵌入式系统的开发过程中，只要硬件工程师在嵌入式微处理器的基础之上配置上相应的电源电路、存储器电路以及时钟电路，这样就形成了我们所说的核心控制单元，也有人称之为核心板。
核心板之中，我们可以将经过裁剪的操作系统以及适当的程序存储在ROM之中。
二十一世纪以来，硬件电子技术和软件技术不断发展，ARM、CPLD、FPGA等硬件电子在关键技术上均取得重大突破，被应用到很多行业和领域。
在当前，分析和讨论嵌入式系统的应用很有必要，具有重大的现实意义，本文中作者将结合工作实际就这一重要议题展开讨论和分析。
一、嵌入式系统主要内容从三个角度对嵌入式的主要内容详细阐述和分析。
第一个是嵌入式的硬件系统。
第二个是嵌入式的软件系统。
第三个是嵌入式系统的具体应用系统。
1嵌入式硬件系统微处理器，是嵌入式系统的主要核心处理单元。
通常意义上，嵌入式系统采用了两种硬件构架。
第一种是哈弗架构的嵌入式处理系统；第二种是冯诺依曼嵌入式处理系统。
在硬件指令配置上采用的是精简处理过的复杂指令。
微处理器的主要指令系统就是精简的嵌入式指令系统，精简的指令系统能够有效地保障整个系统的数据正常运行，同时还能够有效的保障系统运行速度。
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。
嵌入式系统技术在智能制造中的应用现状与前景
嵌入式系统技术在智能制造中的应用现状与前景随着智能制造技术的不断发展，嵌入式系统技术也日渐成为其中的重要组成部分。
嵌入式系统是一种专用计算机系统，它被嵌入到其他设备中，具有高效、稳定、安全、低功耗等特点。
根据市场研究机构IDC的数据，2020年全球嵌入式系统市场规模已达到1940亿美元，预计到2024年将达到2400亿美元。
嵌入式系统技术在智能制造中的应用也得到了越来越广泛的关注与应用。
嵌入式系统技术的应用现状智能制造中，嵌入式系统技术被广泛应用于各种工业设备和设施、物联网智能终端设备等多个领域。
以下是一些常见的嵌入式系统技术应用案例：1. 工业控制系统嵌入式系统技术在工业控制系统中应用非常广泛，其主要作用是监测和控制生产流程。
嵌入式系统可以对传感器数据进行采集、处理和分析，然后通过控制算法对设备进行控制。
比如，在自动化车间，灯光、风扇、传送带等设备可以通过嵌入式系统技术来集成控制，实现自动化生产。
2. 物联网智能化嵌入式系统技术也是实现物联网智能化的重要技术之一。
目前智能家居、智能车辆、智能城市等物联网应用中，嵌入式系统技术已被广泛应用。
通过嵌入式系统，各种智能设备可以实现互为连接、互相沟通，从而打造出更加智能化的生活方式。
3. 人工智能人工智能是智能制造技术的基础，而嵌入式系统技术也与之息息相关。
嵌入式系统可以协助计算机系统进行推理、学习和决策，同时可以将人工智能算法应用于现实生产流程中。
比如，在机器人生产流程中，嵌入式系统可以协调机器人的运动、采集环境数据等，从而实现高效、智能的生产。
嵌入式系统技术在智能制造中的未来前景随着嵌入式系统技术的不断发展，其在智能制造中的应用前景也愈加广阔。
未来，嵌入式系统技术将有以下发展趋势和应用前景：1. 面向物联网的嵌入式系统未来物联网将是智能制造的重要组成部分，相应的嵌入式系统技术也将面临更高的需求。
在面向物联网的应用场景下，嵌入式系统需要具备更高的能耗效率、更加稳定的工作性能和更强的安全性，以应对连接数量的增加和安全威胁的风险。
嵌入式系统在我国的应用现状与发展趋势
备 ，用户 并不 关心 这个计 算机 系 统 的存 在 。嵌入 式计 算机 系 统 的技术要 求 是对象 的智 能化 控制 能力 ，技 术发 展方 向是 与
目前 ，我 国嵌入 式系 统 的发展 十分 迅速 ，其 发展 正从 嵌 对象 系统密 切相 关 的嵌入性 能 、控制 能力 与控制 的可 靠性 。 入 式系 统走 向嵌 入式 产业 ，巨大 的市场 需求 不断 加速 嵌入 式
公共 管 理 Ⅱ
作 为 国家 发展 的一个 重要 领域 。
算 设 备包括 Ｐ Ｄ Ａ 、手 机 、平 板 电脑 、笔记 本 电脑 等 。 目前 ，Ｐ Ｄ Ａ与传 统 手机 实 现融 合 ， 出现一 个 新 的产 品 ：
相 关 统计 表 明，２ ０ １ ２ 年 我 国 电子 制造 规 模 达 ５ ． ４ ５ 万 亿
师范学院学报 （ 哲学社会科学版 ） ， ２ ０ １ ０ （ ０ ２ ）
（ 作 者 单位 ：江苏 中烟工 业有 限责 任公 司徐州 卷烟 厂 ； 徐州 ２ ２ １ ０ ０ ０ ）
［ １ ］ 马建翠 ． 市场营销中的文化因素分析 ［ Ｊ ］ ．武汉航海 （ 武 江苏
圆 管王 里蹰摩 ．２ ０ １ ３年 １ １月 卜 訇 出版
我 国嵌 入 式系统 的应 用 主要 分布 在 电信 、医 疗 、汽车 、 安全和 消费类等行业。来 自 ２ ０ １ ０ － ２ ０ １ １ 年 度 的行 业 调 查 数
系 统 的产 业化 进程 。
一
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 ， 不 同。这就形成 了现代计算机技术发展的两大 分支 。 二 、嵌 入 式系统 发展 现状
嵌入式开发调研报告
嵌入式开发调研报告嵌入式开发是指针对特定应用领域的计算机系统开发，通常是在硬件上实现的，不同于通用计算机系统。
嵌入式开发涉及硬件和软件的设计和开发，以满足特定应用领域的需求。
本调研报告将介绍嵌入式开发的概念、应用领域、技术和挑战，并分析市场现状和发展趋势。
一、嵌入式开发概述嵌入式开发是将计算和控制功能嵌入到特定设备或系统中的过程。
嵌入式系统通常具有实时性、可靠性、小巧、低功耗和低成本等特点。
嵌入式系统的应用领域广泛，包括消费电子、汽车、航空航天、医疗设备、工业控制、智能家居等。
二、嵌入式开发技术嵌入式开发使用的技术包括硬件设计和软件开发。
硬件设计涉及电路设计、PCB设计、模拟和数字电路设计等。
软件开发包括嵌入式操作系统、驱动程序开发、应用软件开发等。
常用的嵌入式开发技术包括C/C++编程语言、汇编语言、嵌入式操作系统（如Linux、FreeRTOS、uc/OS-II等）、通信协议（如CAN、SPI、UART等）、网络协议（如TCP/IP、HTTP 等）等。
三、嵌入式开发的挑战嵌入式开发面临的挑战包括以下几个方面：1. 硬件和软件的协同开发：硬件和软件的开发需要密切协作，确保二者之间的兼容性和性能优化。
2. 多核系统开发：随着嵌入式系统的复杂性增加，多核处理器的应用越来越广泛。
多核系统的开发需要解决任务调度、内存管理、通信等问题。
3. 实时性：很多嵌入式系统需要满足实时性要求，即对外部事件的响应时间要求非常高。
实时性的保证是嵌入式开发的一个重要挑战。
4. 安全性：随着物联网的发展，嵌入式系统面临越来越多的安全威胁。
嵌入式开发需要考虑系统的安全性，防止未经授权的访问和恶意攻击。
四、市场现状和发展趋势嵌入式开发市场目前呈现以下几个趋势：1. 物联网的快速发展推动了嵌入式系统的需求增长。
随着更多的设备连接到互联网，嵌入式系统的应用范围将进一步扩大。
2. 人工智能的发展为嵌入式开发带来新的机遇。
人工智能算法和技术的嵌入式实现将改变许多领域的应用方式。
嵌入式系统应用现状及发展趋势
应 用软 件
对 裙控 对象 的的勰 ｌ
嵌 入式 应用软 件
系统软件
嵌 入式 中阃级 嵌 入式 操作系 统
抽象层。 是软件与硬件 — 对上层连接应用程序， 对
中间层
的接
Ｂ 旋上层软件开发
—
硬件 层
存 储器
接口
—１ 人员 关心底层硬 无需
ｌ 件的具体情况．
２６嵌入式系统 开发需要开发工具和环境。由于其本身不具备 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 ． 工具和环境 这些 般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 。开发时往 往有主机和 目标机的概念 ，主机用 于程序 的开 发， 目标机作为最后 的执行机 ， 开发时需要交替结合进行 。 ３嵌入式操作 系统的应用现状 。 Ｖ Ｗｏｋ。Ｖ Ｗｏｋ 是美 国 Ｗｉｄ ｉｅ 公司的产 品， 目前嵌入式 系 ｘ ｒｓ ｘ ｒｓ ｎ Ｒｖｒ 是 统领域 中应用很广泛、 市场 占有率 比较高的嵌入式操作系统。ｖ ｗｏｋ ｘ ｒｓ 实时操作系统由 ４ ０ ０ 多个相对独立 、 短小精悍 的 目 标模块组成 ， 用户可 根据需要选择适 当的模块来裁剪 和配置 系统 ；提供基于优先级的任务 调度 、 间同步与通信 、 任务 中断处理 、 定时器和内存管理等功能 ， 内建符 合 Ｐ ＳＸ可移植操作系统接 口） Ｏ Ｉ（ 规范的内存管理 ， 以及多处理器控制程 序； 并且具有 简明易懂 的用户接 口， 在核心方面甚至可以微缩 到 ８ Ｂ。 Ｋ ＣＯ —Ｉ ＬＣＯ —Ｉ 在 ＩＣＯ ／ Ｓ Ｉ。Ｉ ／ Ｓ Ｉ是 Ｌ Ｘ ／Ｓ的基础上发展起来 的， 是美国嵌 人式 系统专家 Ｊａ ．ａｒｓｅ用 ｃ语言编写的一个结构小巧 、 占式的 ｅｎ Ｌｂｏｓ Ｊ 抢 多任务实 时内核 。 ＣＯ —Ｉ ／Ｓ Ｉ能管理 ６ 个任务 ，并提供任务调度与管 ４ 理、 内存管理 、 任务间同步与通信 、 时间管理和中断服务等功能 ， 具有执 行效 率高 、 占用空间小 、 实时性能优 良和可扩展性强等特点 。 Ｃｉｕ 。 Ｃｉｕ ｌ ｘ ｌ ｘ是一 种优 秀的嵌入 式 Ｌｎｘ版 本 ，其 全称 为 ｎ ｎ ｉ ｕ ｍｉｒ—ｏ ｔ ｌ ｉｕ ｃｏ ｃｎｒ ｎ ｘ即微控制 Ｌｎ ｘ 同标 准的 Ｌｎｘ相比 ， Ｃｉｕ ｏＬ ｉｕ 。 ｉｕ ｌ ｘ的内 ｎ 核非 常小 ， 是它仍 然继承了 Ｌｎ ｘ 但 ｉｕ 操作 系统的主要特性 ， 包括 良好 的 稳定性 和移植性 、 强大 的网络功能 、 出色的文件系统 支持 、 标准丰 富的 ＡＩ Ｐ 以及 Ｔ ＰＩ Ｃ／ Ｐ网络协议等。因为没有 ＭＭＵ内存管理单元， 以其多 所
嵌入式系统的发展过程与现状
嵌入式系统的发展过程与现状在信息技术和网络技术高速发展的后PC时代，嵌入式系统已经广泛地渗透到科学研究、工程设计、军事技术等众多领域。
随着各种嵌入式产品的开发和推广，嵌入式技术和人们的生活将会越来越密切。
在PC时代，可能有人从来没有接触过计算机。
但是在后PC时代，他就不可能不接触嵌入式系统。
因为嵌入式系统存在于生活的方方面面，从洗衣机、电冰箱等到家用电器，到自行车、汽车等交通工具，以及办公室里的几乎每一个电气设备，其中可能都有嵌入式系统，或者都属于嵌入式技术开发和改造的对象。
我们所说的嵌入式系统由于使用的范围很广，因此并没有一个比较统一的定义。
一般我们可以认为嵌入式系统一般指非PC系统，它包括硬件各软件两部分。
硬件包括处理器（或微处理器卜存储器、外设器件、I/O端口和图形控制器等。
软件部分包括操作系统和应用程序编程。
因此我主要从芯片，外围器件，软件和开发系统的发展来阐述嵌入式系统的发展过程与现状。
首先，就嵌入式系统的芯片（嵌入式处理器）而言，我们知道嵌入式系统的出现最初是基于单片机发展起来的。
因此可以说嵌入式系统的芯片的发展是伴随着微处理器的发展成长起来的，最早的单片机是Intel公司的8048,它出现在1976年。
Motorola同时推出了68HC05,Zilog公司推出了Z80系列，这些早期的单片机均含有256字节的RAM、4K的ROM、4个8位并口、1个全双工串行口、两个16位定时器。
之后在80年代初，Intel又进一步完善了8048,在它的基础上研制成功了8051,这在单片机的历史上是值得纪念的一页，迄今为止，51系列的单片机仍然是最为成功的单片机芯片，在各种产品中有着非常广泛的应用。
同样嵌入式系统的芯片也是经过了由低到高的发展过程。
如最初ARM系列的ARM1,其地址空间是26位，仅支持26们寻址空间。
不支持乘法或协处理器指令。
而在实际应用当中工控的要求往往较高，需要各种各样的设备接口，除了进行实时控制，还须将设备状态，传感器的信息等在显示屏上实时显示。
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嵌入式系统的发展过程与现状
在信息技术和网络技术高速发展的后PC时代,嵌入式系统已经广泛地渗透到科学研究、工程设计、军事技术等众多领域。
随着各种嵌入式产品的开发和推广，嵌入式技术和人们的生活将会越来越密切。
在PC时代，可能有人从来没有接触过计算机。
但是在后PC 时代，他就不可能不接触嵌入式系统。
因为嵌入式系统存在于生活的方方面面，从洗衣机、电冰箱等到家用电器，到自行车、汽车等交通工具，以及办公室里的几乎每一个电气设备，其中可能都有嵌入式系统，或者都属于嵌入式技术开发和改造的对象。
我们所说的嵌入式系统由于使用的范围很广，因此并没有一个比较统一的定义。
一般我们可以认为嵌入式系统一般指非PC系统，它包括硬件各软件两部分。
硬件包括处理器(或微处理器)、存储器、外设器件、I/O端口和图形控制器等。
软件部分包括操作系统和应用程序编程。
因此我主要从芯片，外围器件，软件和开发系统的发展来阐述嵌入式系统的发展过程与现状。
首先，就嵌入式系统的芯片(嵌入式处理器)而言，我们知道嵌入式系统的出现最初是基于单片机发展起来的。
因此可以说嵌入式系统的芯片的发展是伴随着微处理器的发展成长起来的，最早的单片机是Intel公司的8048，它出现在1976年。
Motorola同时推出了68HC05，Zilog公司推出了Z80系列，这些早期的单片机均含有256字节的RAM、4K的ROM、4 个8位并口、1个全双工串行口、两个16位定时器。
之后在80年代初，Intel又进一步完善了
8048，在它的基础上研制成功了8051，这在单片机的历史上是值得纪念的一页，迄今为止，51系列的单片机仍然是最为成功的单片机芯片，在各种产品中有着非常广泛的应用。
同样嵌入式系统的芯片也是经过了由低到高的发展过程。
如最初ARM系列的ARM1，其地址空间是26位，仅支持26们寻址空间。
不支持乘法或协处理器指令。
而在实际应用当中工控的要求往往较高，需要各种各样的设备接口，除了进行实时控制，还须将设备状态，传感器的信息等在显示屏上实时显示。
这些要求8位的处理器是无法满足的，以前多数使用16位的处理器，随着处理器快速的发展，目前32位、64位的处理器逐渐替代了16位处理器，进一步提升了系统性能。
而这也正成为一种市场的潮流。
其次在芯片飞速发展的同时，其外设也得到了长足的发展。
外部设备指嵌入式目标系统与真实环境交互的各种设备，包括通用串行总线、存储设备、鼠标、键盘。
液晶显示、红外线数据传输和打印设备等。
因为现代加工技术发展,过去那种设定程序后就让其固定地按程序运行的方式已经不能满足人们对现代产品加工的要求了，人们迫切的希望嵌入式系统具有人机交互的功能。
例如我们传统的电视、电冰箱其中也嵌有处理器，但是这些处理器过去只是在控制方面应用。
而现在只有按钮、开关的电器显然已经不能满足人们的日常需求，具有用户界面，能远程控制，智能管理的电器是未来的发展趋势。
我想这也是嵌入式系统外设发展的一个原因。
最后作为一个系统，往往是在硬件和软件交替发展的双螺旋的
支撑下逐渐趋于稳定和成熟，嵌入式系统也不例外。
从80年代早期开始，嵌入式系统的程序员开始用商业级的“操作系统”编写嵌入式应用软件，这使得可以获取更短的开发周期，更低的开发资金和更高的开发效率，“嵌入式系统”真正出现了。
确切点说，这个时候的操作系统是一个实时核，这个实时核包含了许多传统操作系统的特征，包括任务管理、任务间通讯、同步与相互排斥、中断支持、内存管理等功能。
其中比较著名的有Ready System 公司的VRTX、Integrated System Incorporation (ISI)的PSOS和IMG的VxWorks、QNX公司的QNX 等。
这些嵌入式操作系统都具有嵌入式的典型特点：它们均采用占先式的调度，响应的时间很短，任务执行的时间可以确定；系统内核很小，具有可裁剪，可扩充和可移植性，可以移植到各种处理器上；较强的实时和可靠性，适合嵌入式应用。
这些嵌入式实时多任务操作系统的出现，使得应用开发人员得以从小范围的开发解放出来，同时也促使嵌入式有了更为广阔的应用空间。
90年代以后，随着对实时性要求的提高，软件规模不断上升，实时核逐渐发展为实时多任务操作系统（RTOS），并作为一种软件平台逐步成为目前国际嵌入式系统的主流。
这时候更多的公司看到了嵌入式系统的广阔发展前景，开始大力发展自己的嵌入式操作系统。
除了上面的几家老牌公司以外，还出现了Palm OS，WinCE，嵌入式Linux，Lynx，Nucleux，以及国内的Hopen，Delta Os等嵌入式操作系统。
随着嵌入式技术的发展前景日益广阔，相信会有更多的嵌入式操作系统软件出现。
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，网络互联成为必然趋势；2，精简系统内核、算法，降低功耗和软硬件成本；3提供友好的多媒体人机界面；相信将来市场会出现更多，功能强大嵌入式系统产品。