名词解析1-8:嵌入式技术[3页]
嵌入式概念

1、嵌入式定义:以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,从而能够适应实际应用中对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机体系。
2、嵌入式组成:嵌入式处理器、外围设备、嵌入式操作系统、应用软件。
3、嵌入式系统特点:软硬件一体化,集计算机技术、微电子技术和行业技术为一体;需要操作代码支持,代码小,执行速度快;可用紧凑,用途固定,成本敏感;多样性,应用广泛,种类繁多。
4、嵌入式处理器类型:低端的微控制器,中高端的嵌入式微处理器,通信领域的DSP处理器,高度集成的片上系统。
5、嵌入式处理器特点:低功耗,采用可扩展的处理结构,功能很强的存储区保护功能,丰富的调试功能,对实时多任务有很强大的支持能力。
6、微控制器俗称单片机。
7、ARM处理器特点:小体积,低功耗,低成本而性能高;16/32位双指令集;全球众多合作伙伴。
8、操作系统功能:处理器管理,存储器管理,设备管理,文件管理,用户接口。
9任务、进程和线程的定义和区别:任务:一个程序分段,这个程序分段被操作系统当作一个基本工作单元来调度。
任务是在系统运行前已设计好的。
进程:指任务的一次运行过程,它是动态过程。
有的操作系统把任务和进程等同看待,认为任务是动态过程,即执行任务体的动态过程。
线程:比进程更小、能独立运行和调度的基本单位,并以此来提高程序程序并发执行的程度。
10、实时系统:是具有实时性且能支持实时控制系统工作的操作系统。
特点:任何时候都保持优先级最高的任务占用CPU。
11、嵌入式开发流程:需求分析阶段,设计阶段,生成代码阶段,固化阶段。
12、嵌入式与通用计算机的差别:人际交互界面,有限的功能,时间关键性和稳定性。
13、微内核结构使操作系统具有良好的灵活性,优点:内核本身小而且简单,易于理解,易于维护;各种特殊的模块、设备驱动乃至中断处理程序,都可以作为独立的进程开发,即简单又容易调试,并且容易在其他环境下模拟;系统配置方便灵活;微内核天生就是可抢占的。
新技术名词

• 云计算(Cloud Computing)是分布式处理(Distributed Computing)、并
行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展,或
者说是这些计算机科学概念的商业实现。 云计算的基本原理是,使计算分布在大量的分布式计算机上,而
• TD-LTE
即TD-SCDMA Long Term Evolution,是指TD-SCDMA 的长期演进 。无论是后续市场的需求还是作为未来10年一 个具有较长竞争力的技术的需求,TD-LTE都得到了大家的 一致关注。 早在2004年11月份3GPP魁北克的会议上,3GPP决定开 始3G系统的长期演进(Long Term Evolution)的研究项 目。世界主要的运营商和设备厂家通过会议、邮件讨论等方 式,开始形成对LTE系统的初步需求: 作为一种先进的技术,LTE需要系统在提高峰值数据速率、 小区边缘速率、频谱利用率,并着眼于 降低运营和建网成本 方面进行进一步改进,同时为使用户能够获得“Always Online”的体验,需要降低控制和用户平面的时延。该系统 必须能够和现有系统(2G/2.5G/3G)共存。从核心技术来 说,LTE是国际电信运营商延用了WiMax的OFDM(正交频 分调制)调制和MIMO(多输入/多输出)天线技术,重新包装 后的运营标准。
嵌入式技术:
•
通俗的说,嵌入式技术就是“专用”计算机技术, 这个专用,是指针对某个特定的应用,如针对网络、 针对通信、针对音频、针对视频,针对工业控制等, 从学术的 角度讲,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。嵌入式系统不能使用通用型计算 机软件,而且运行的是固化的软件,用术语表示就 是固件(firmware),终端用户很难或者不可能改 变固件。
嵌入式技术概述(嵌入式技术概述)

嵌入式技术的应用
嵌入式技术应用无处不在,通信设备、汽车电子、消 嵌入式技术应用无处不在,通信设备、汽车电子、 费类电子、测试仪器、网络设备、医疗设备、 费类电子、测试仪器、网络设备、医疗设备、计算机 外部设备、卫星、导弹等等, 外部设备、卫星、导弹等等,数不胜数
嵌入式系统无处不在
消费类电子产品中的嵌入式
嵌入式系统的两种形式
将通用计算机“嵌入” 通用计算机“嵌入” 到某一大设备中, 到某一大设备中,实现 特定的功能 采用嵌入式技术专门定 制硬件、 制硬件、软件的嵌入式 系统 采用哪种方式决定与产 品的成本控制要求、 品的成本控制要求、体 功耗、重量、 积、功耗、重量、可靠 性等等
嵌入式系统的发展
早期计算机体积庞大、价格高,功耗大, 早期计算机体积庞大、价格高,功耗大,限制 限制了嵌入式计算机系统的发展 随着集成电路和大规模集成电路技术的发展, 随着集成电路和大规模集成电路技术的发展, 嵌入式系统在军用、民用领域蓬勃发展起来, 嵌入式系统在军用、民用领域蓬勃发展起来, 促进了应用的数字化、信息化、 促进了应用的数字化、信息化、自动化
嵌入式系统
嵌入式计算机系统简称嵌入式系统 嵌入式系统是随着计算机技术、微处理器技术、 嵌入式系统是随着计算机技术、微处理器技术、 电子技术、通信技术、 电子技术、通信技术、集成电路技术的发展而 发展起来的
嵌入式系统基本概念
以应用为中心、以计算机技术为基础、 硬 定义一 以应用为中心、以计算机技术为基础、软/硬 件可剪裁、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、 件可剪裁、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 基于处理器( 定义二 基于处理器(CPU)的设备叫做计算机,计算 )的设备叫做计算机, 机分成两类,即通用计算机和嵌入式计算机( 机分成两类,即通用计算机和嵌入式计算机(嵌入式系 统) 嵌入式计算机象通用计算机一样,包括软件、 嵌入式计算机象通用计算机一样,包括软件、硬件两部 是软件/硬件的集合体 硬件的集合体( 分,是软件 硬件的集合体(开发工具和开发系统是辅 助开发手段) 助开发手段) 嵌入式系统总是特点
嵌入式

1.嵌入式系统的概念:以应用为中心,以计算机为基础,软件、硬件可裁剪,对体积、功耗、功能、可靠性、成本等有着严格要求的计算机系统。
可以一句话概括为:嵌入式系统是专用计算机系统。
首先,它是一个计算机系统,是计算机系统则至少含有CPU,也就是处理器(单片机也属于CPU系列),当然,有CPU肯定也应该有运行在CPU中的程序。
CPU 及其他电子元件以及电路板、外围设备等属于硬件,运行的程序则属于软件。
这样看来,嵌入式系统与个人电脑的本质是一样的,但是,嵌入式系统与通用电脑的区别是,它是以应用为中心的,是实现某个具体功能的,如路由器是一个嵌入式系统,他只完成相关的网络功能,智能洗衣机只能用来完成洗衣的功能,手机只用来完成通信功能,他们不能被随便的用来同时干很复杂的事情,如办公、游戏、上网、编程、设计等普通电脑所做的事情。
可能有人会提出现在的智能手机功能很强大,也可以用来完成通用电脑所做的事情,那它算不算是嵌入式系统呢?情况是这样:嵌入式系统本身是一个概念,是一个范畴,由于它本身也是一个计算机系统,那么在发展的过程中,必然出现和通用计算机交叉融合的情况,两者之间的界限变得模糊,事情的确是这样子的,嵌入式计算机系统逐渐的强大,功能复杂,特别是个人消费品,趋向于和电脑同质化,但是又不完全一样,因为他们要满足不同的消费需求。
同样,通用电脑,例如身边的普通电脑,甚至是x86平台,装有windows系统这样的典型通用电脑因为其易操作性,从而被应用于嵌入式领域,如工控、监视、检测等典型的嵌入式系统中。
所以判断一个系统是否是嵌入式系统,抓住两点:1、计算机系统;2、专用,完成某一个或者某几个专用功能。
更简单点说,所有看上去不是个人电脑的计算机系统基本上都是嵌入式系统。
概念很宽泛吧~~3、嵌入式系统的构成硬件:基本上你能看到的所有电子元件、线路板、连接件等等都有可能成为嵌入式系统的硬件组成部分,如电阻、电容、二极管、三极管、集成电路、处理器、单片机等等。
嵌入式

名词解释:嵌入式系统的定义: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。
交叉开发:嵌入式系统的软件开发方式,是一套具有开放工具和环境才能进行的开发,这些工具和环境一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。
嵌入式最小系统:最小系统是处理器能够运行的基本系统,在嵌入式系统的开发中,最小系统起着至关重要的作用。
嵌入式最小系统是指基于某种处理器为核心,可以运转起来的最简单的硬件设计。
联合测试行动小组(Joint Test Action Group)接口:JTAG是IEEE的一个标准。
通过这个标准,可以对具有JTAG接口芯片的硬件电路进行边界扫描和故障检测。
R14也称作子程序连接寄存器SLR或连接寄存器LR,用来保存R15的返回值,可用R14保存子程序的返回地址。
寄存器R14常用在如下情况:在每一种运行模式下,都可用R14保存子程序的返回地址,当用BL或BLX指令调用子程序时,将PC的当前值复制给R14,执行完子程序后,又将R14的值复制回PC,即可完成子程序的调用返回。
程序计数器PC(R15)对其的使用有一些限制。
寄存器R16,用作当前程序状态寄存器CPSR,可在任何运行模式下被访问。
条件码标志:N,Z,C,V均为条件码标志位,他们的内容可被算术或逻辑运算的结果锁改变,并且可以决定某条指令是否被执行。
控制位:PSR的低八位为控制位,当发生异常时,这些位可以被修改,如果处理器运行在特权模式,这些位也可以由程序修改。
MMU(内存管理单元)通过硬件实现对内存管理,是ARM中最常见的协处理器,一般为CP15. MMU 内存管理单元Memory Management Unit 在处理器中实现内存管理功能,完成物理地址到虚拟地址的映射AMBA为先进控制器总线体系,它为ARM内核和外设提供了标准化接口。
嵌入式通俗解释

嵌入式通俗解释嘿,朋友们!咱今儿就来说说嵌入式通俗解释这档子事儿。
你看啊,嵌入式就像是一个小机灵鬼,悄悄地藏在各种设备里,默默地发挥着大作用呢!比如说咱家里的那些智能电器,像什么智能冰箱啦、智能电视啦,这里面可都有嵌入式的功劳呢。
它就好像是一个幕后英雄,虽然咱平时看不见它,但要是没了它,这些电器可就没法那么厉害啦!就好比说,你想想,要是智能冰箱没有嵌入式的技术在里面,它还能那么精准地控制温度、那么贴心地提醒你食物快过期了吗?那肯定不能啊!嵌入式就是这样,悄悄地融入到各种设备里,让它们变得更加智能、更加好用。
再举个例子,咱平时开的汽车,里面也有嵌入式的存在呢。
它能让汽车的各种系统协调工作,就像是一个优秀的指挥家,让整个乐队演奏出美妙的乐章。
没有它,汽车可能就会变得笨笨的,各种功能也没法那么顺畅地运行啦。
那嵌入式到底是怎么做到这些的呢?其实啊,它就像是一个神奇的魔法师,通过编程和设计,让各种硬件和软件能够完美地配合在一起。
它能让那些小小的芯片和电路发挥出巨大的能量,是不是很厉害?你说,这嵌入式是不是就像我们生活中的好朋友,默默地帮助我们,让我们的生活变得更加便利和精彩?它就像是一个无声的守护者,在我们不经意间,为我们做了好多好多事情呢。
咱再想想,要是没有嵌入式,那这个世界得变成啥样啊?那些高科技的玩意儿还能那么酷炫吗?估计就大打折扣啦!所以说啊,嵌入式真的是太重要啦!它就像一股神奇的力量,无处不在,却又让我们习以为常。
我们每天都在享受着它带来的便利,却很少有人真正去了解它、感谢它。
所以啊,朋友们,咱们可得好好认识认识这个嵌入式小机灵鬼,好好珍惜它给我们带来的一切。
别等到失去了才懂得珍惜,那可就太晚啦!这嵌入式啊,就是我们生活中不可或缺的一部分,就像阳光、空气和水一样重要呢!怎么样,现在是不是对嵌入式有了更深的了解啦?。
嵌入式
嵌入式系统(Embedded System)是一个新兴的名词,它融合了计算机技术、半导体技术和微电子技术等多种技术,也是当今最为热门的领域之一。
在后PC时代,随着计算机和通信技术的飞速发展,互联网的迅速普及和3G融合的加速,嵌入式技术已广泛应用于日常用品、工业生产、军事国防、医疗卫生、科学教育以及商业服务等各个领域,从小到手机、MP3、PDA,大到汽车、飞机、导弹。
嵌入式系统的身影已经无处不在。
计算机发展的趋势:体积越来越小计算能力越来越强功耗越来越低单位计算能力的价格越来越便宜3、嵌入式系统的应用(1)工业控制工业控制是嵌入式系统发展的最早推动者,也是嵌入式系统未来的重要应用领域。
(2)信息家电个人移动设备家庭/娱乐/视听产品企业型/网络型产品3)国防军工航天(4)机器人5)汽车电子(6)无线传感器网络7)其它领域交通管理电子商务楼宇自动化智能仪器嵌入式系统的定义嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件是可裁剪的,适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。
嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件电路、嵌入式操作系统、以及用户应用程序等4个部分组成,用以实现对其它设备的控制、监视和管理等功能。
第2节嵌入式系统的特点嵌入式系统的特点是相对于通用计算机系统而言的,嵌入式系统的特点有助于我们对嵌入式系统开发等概念的理解。
1、嵌入性嵌入性是指嵌入式系统通常需要与某些物理世界中特定的环境和设备紧密结合。
由于是嵌入到对象系统中,嵌入式系统通常必须满足对象系统的环境要求,如物理环境(体积要求小型)、电气、成本等要求。
2、专用性一,当嵌入式系统开发结束后,它的用途也就唯一确定下来了,一般不会改变。
二,嵌入式系统的软、硬件是高度定制的。
定制的目的是提供可以满足需求的最低软、硬件配置,从而节省成本3计算机系统嵌入式系统必须是能满足对象系统控制要求的计算机系统,即嵌入式系统首先也是计算机系统,它包含计算机系统的一般特性:系统由软件、硬件和输入输出构成。
什么是嵌入式技术
3.4 嵌入式技术一、定义嵌入式技术执行专用功能并被内部计算机控制的设备或者系统。
嵌入式系统不能使用通用型计算机,而且运行的是固化的软件,用术语表示就是固件(fir mware),终端用户很难或者不可能改变固件。
二、简介尽管绝大多数嵌入式系统是用户针对特定任务而定制的,但它们一般都是由下面几个模块组成的:一台计算机或者微控制器,字长可能是可怜的4位或者8位、16位、32位甚至是64位。
用以保存固件的ROM(非挥发性只读存储器)。
用以保存程序数据的RAM(挥发性的随机访问存储器)。
连接微控制器和开关、按钮、传感器、模数转化器、控制器、LED(发光二极管)和显示器的I/O端口。
一个轻量级的嵌入式操作系统,一般是自行编写的。
专门的单片微控制器是大多数嵌入式系统的核心。
通过把若干个关键的系统组成部分集成到单个芯片上,系统设计者就可以得到小而便宜、可以操作较少外围电子设备的计算机。
嵌入式系统的一般模型并不足以定义嵌入式系统本身。
例如,某些嵌入式系统常常比标准PC机箱小不了多少。
这类设备有:信息查询以及销售点终端。
某些工业控制系统。
游戏控制台(例如基于x86和Windows的Xbox)。
现在嵌入式开发主要是指用某种语言(如汇编、C、C++、Java、C#等)在嵌入式软硬件开发环境中进行开发。
三、技术应用嵌入式是一种专用的计算机系统,作为装置或设备的一部分。
通常,嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。
事实上,所有带有数字接口的设备,如手表、微波炉、录像机、汽车等,都使用嵌入式系统,有些嵌入式系统还包含操作系统,但大多数嵌入式系统都是是由单个程序实现整个控制逻辑。
嵌入式技术近年来得到了飞速的发展,但是嵌入式产业涉及的领域非常广泛,彼此之间的特点也相当明显。
例如很多行业:手机、PDA、车载导航、工控、军工、多媒体终端、网关、数字电视……手机领域以手机为代表的移动设备可谓是近年来发展最为迅猛的嵌入式行业。
嵌入式技术
嵌入式技术嵌入式技术是一种应用于电子设备中的软件和硬件设计方法。
它是集成电路设计、计算机科学和电子工程的交叉学科。
嵌入式技术的目标是将计算能力嵌入到各种物理设备中,使其具备智能化和自主化的功能。
目前,嵌入式技术已广泛应用于诸如家用电器、汽车、移动设备、医疗设备等各个领域。
本文将介绍嵌入式技术的基本概念、应用领域以及未来的发展趋势。
首先,让我们了解嵌入式技术的基本概念。
嵌入式技术是指将专用硬件和软件设计集成到一个物理设备或系统中,以实现特定的功能或任务。
与传统的计算机系统不同,嵌入式系统通常具有小型、低功耗、实时性强等特点。
嵌入式系统通常由处理器、存储器、外设和操作系统等组成。
处理器是嵌入式系统的核心部件,负责执行计算和控制任务。
存储器用来存储程序和数据,外设用来与外部设备进行通信和交互,操作系统则负责管理系统资源和任务调度。
嵌入式技术的应用领域非常广泛。
在家电领域,嵌入式技术使得电视、冰箱、洗衣机等设备具备了智能化的功能,例如连接互联网、远程控制和智能调度等。
在汽车领域,嵌入式技术应用于车载娱乐系统、车载导航系统以及车辆控制系统等,提升了驾驶体验和安全性。
在移动设备领域,嵌入式技术使得智能手机、平板电脑等设备具备了强大的计算能力和多功能应用,改变了人们的生活方式。
医疗设备领域也是嵌入式技术的重要应用领域,例如心脏起搏器、血压计以及监测设备等,使得疾病的诊断和治疗更加精确和便捷。
嵌入式技术的发展趋势可以概括为三个方面:小型化、智能化和互联化。
随着技术的进步,嵌入式系统变得越来越小型化,例如芯片封装越来越小,整体设备体积越来越小。
这使得嵌入式技术可以应用于更多的场景,例如可穿戴设备、智能家居等。
同时,嵌入式技术的智能化程度也在不断提高。
人工智能技术的发展使得嵌入式系统能够具备更高的感知和决策能力,例如图像识别、语音识别和自主导航等。
另外,互联网的普及也推动了嵌入式技术的互联化。
通过将嵌入式系统连接到互联网,可以实现远程控制和监控,例如智能家居中的远程开关灯、监控摄像头等。
嵌入式技术概述
51.2嵌入式技术概述1.2.1嵌入式系统概念嵌入式系统(Embedded Systems)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[5]。
举例来说,大到油田的集散控制系统和工厂流水线,小到家用VCD机或手机,甚至组成普通PC终端设备的键盘、鼠标、软驱、硬盘、显示卡、显示器、Modem、网卡、声卡等均是由嵌入式处理器控制的,嵌入式系统市场的深度和广度,由此可见一斑。
尽管如此,它的市场价值也许仍然超乎想象:今天,嵌入式系统带来的工业年产值已超过了1万亿美元从嵌入式系统的概念可知,“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素[6]。
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。
嵌入式CPU与通用型CPU的最大不同[7]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,与网络的耦合也更紧密。
1.2.2嵌入式技术发展历程嵌入式系统的构成从诞生到现在发生了巨大的变化,最初嵌入式系统的构成主要指的是4/8/16位的微控制器(MC),而今所言新一代嵌入式计算机已经发展为由RISC与DSP双核复合而成的32位微处理器形成的计算机系统[8]。
进入90年代后嵌入式设备更是结合了Internet技术(产品有可接入Internet的手持式第1章引言6PDA设备等)和多媒体技术(产品有高质量数字音响、数字视频播放器,数码相机、数码摄像机等等)。
嵌入式系统通常包括硬件平台和嵌入式软件两部分。
在初期的嵌入式系统很多都不采用操作系统,它们只是为了实现某个控制功能,使用一个简单的循环控制对外界的控制请求进行处理。
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嵌入技术
在当前数字信息技术和网络技术高速发展时代,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、各类产业和商业文化艺术以及人们的日常生活等方方面面中。
随着国内外各种嵌入式产品的进一步开发和推广,嵌入式技术越来越和人们的生活紧密结合。
1970年左右出现了嵌入式系统的概念,此时的嵌入式系统很多都不采用操作系统,它们只是为了实现某个控制功能,使用一个简单的循环控制对外界的控制请求进行处理。
当应用系统越来越复杂、利用的范围越来越广泛的时候,每添加一项新的功能,都可能需要从头开始设计。
没有操作系统已成为一个最大的缺点了。
C语言的出现使操作系统开发变得简单。
从上世纪80年代开始,出现了各种各样的商用嵌入式操作系统百家争鸣的局面,比较著名的有VxWorks、pSOS和Windows CE等等,这些操作系统大部分是为专有系统而开发的。
另外,源代码开放的嵌入式Linux,由于其强大的网络功能和低成本,近来也得到了越来越多的应用。
1.什么是嵌入式系统
嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术、电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物,这一点就决定了他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。
嵌入式系统的硬件部分,包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O 端口、图形控制器等。
嵌入式系统有别于一般的计算机处理系统,它不具备像硬盘那样大容量的存储介质,而大多使用EPROM、EEPROM 或Flash Memory作为存储介质。
软件部分包括操作系统软件(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。
应用程序控制着系统的运作和行为,而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。
嵌入式计算机不仅在民品上而且在军事装备上也得到了广泛地应用。
著名嵌入式系统专家沈绪榜院士认为“计算机是认识世界的工具,而嵌入式系统则是改造世界的产物。
”
2.嵌入式操作系统的发展
嵌入式操作系统伴随着嵌入式系统的发展经历了 4 个比较明显的阶段。
第一阶段是无操作系统的嵌入算法阶段,是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统,同时具有与监测、伺服、指示设备相配合的功能。
这种系统大部分应用于一些专业性极强的工业控制系统中,一般没有操作系统的支持,通过汇编语言编程对系统进行直接控制,运行结束后清除内存。
由于这种嵌入式系统使用简便、价格很低,以前在国内工业领域应用较为普遍,但是已经远远不能适应高效的、需要大容量存储介质的现代化工业控制和新兴的信息家电等领域的需求。
第二阶段是以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统。
这一阶段系统的主要特点是:CPU种类繁多,通用性比较差;系统开销小,效率高;一般配备系统仿真器,操作系统具有一定的兼容性和扩展性;应用软件较专业,用户界面不够友好;系统主要用来控制系统负载以及监控应用程序运行。
第三阶段是通用的嵌入式实时操作系统阶段,以嵌入式操作系统为核心的嵌入式系统。
这一阶段系统的主要特点是:嵌入式操作系统能运行于各种不同类型的微处理器上,兼容性好;操作系统内核精小、效率高,并且具有高度的模块化和扩展性;具备文件和目录管理、设备支持、多任务、网络支持、图形窗口以及用户界面等功能;具有大量的应用程序接口(API) ,开发应用程序简单;嵌入式应用软件丰富。
第四阶段是以基于Internet为标志的嵌入式系统,这是一个正在迅速发展的阶段。
目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外,但随着Internet的发展以及Internet技术与信息家电、工业控制技术等结合日益密切,嵌入式设备与Internet的结合将代表着嵌入式技术的真正未来。
3.嵌入式系统的广泛应用
嵌入式系统的应用前景是非常广泛的,人们将会无时无处不接触到嵌入式产品,从家里的洗衣机、电冰箱,到作为交通工具的自行车、小汽车,到办公室里的远程会议系统等等。
特别是以蓝牙技术为代表的小范围无线接入协议的出现,使嵌入式无线电的概念悄然兴起。
当嵌入式的无线电芯片的价格可被接受时,它的应用可能会无所不在。
在家中、办公室、公共场所,人们可能会使用数十片甚至更多这样的嵌入式无线电芯片,将一些电子信息设备甚至电气设备构成无线网络;在车上、旅途中,人们利用这样的嵌入式无线电芯片可以实现远程办公、远程遥控,真正实现把网络随身携带。
1997年来自美国嵌入式系统大会(Embedded System Conference )的报告指出,未来5年仅基于嵌入式计算机系统的全数字电视产品,就将在美国产生一个每年1500亿美元的新市场。
美国汽车大王福特公司的高级经理也曾宣称,“福特出售的‘计算能力’已超过了IBM”,由此可以想见嵌入式计算机工业的规模和广度。
2004年我国嵌入式系统应用产品经济总量估计超过10000亿元,其中嵌入式处理器芯片约为120亿元。
2004我国嵌入式微处理器销售总量大约为13亿片。
3.1 嵌入式移动数据库
所谓的移动数据库是支持移动计算的数据库,有两层含义:①用户在移动的过程中可以联机访问数据库资源。
②用户可以带着数据库移动。
典型的应用场合有在开着的救护车上查询最近的医院。
该系统由前台移动终端、后台同步服务器组成,移动终端上有嵌入式实时操作系统和嵌入式数据库。
3.2 嵌入式系统在智能家居网络中的应用
智能家居网络(E-Home)指在一个家居中建立一个通信网络,为家庭信息提供必要的通路;在家庭网络操作系统的控制下,通过相应的硬件和执行机构,实现对所有家庭网络上家电和设备的控制和监测。
其网络结构的组成必然有家庭网关。
家庭网关主要实现控制网络和信息网络的信号综合并与外界接口,以便作远程控制和信息交换。
不论是网关还是各家电上的控制模块,都需有嵌入式操作系统。
这些操作系统必须具有内嵌式、实时性好、多用户的特点。
3.3 嵌入式语音芯片
嵌入式语音芯片基于嵌入式操作系统,采用语音识别和语音合成、语音学层次结构体系和文本处理模型等技术;可以应用在手持设备、智能家电等多个领域,赋予这些设备人性化的交互方式和便利的使用方法;也可应用于玩具中,实现声控玩具、仿真宠物、与人对话的玩具;也能应用于车载通信设备实现人机交流。
该芯片应用在移动通信设备中,比如,手机上短消息来时,我们不必费力地去看,而是可以听到声音。
3.4 基于小范围无线通信协议的嵌入式产品
以蓝牙技术为代表的小范围无线接入协议与嵌入式系统的结合,必将推动嵌入式系统的广泛应用。
近来,基于这些协议的嵌入式产品层出不穷,包括各种电话系统、无线公文包、各类数字电子设备以及在电子商务中的应用。
这些产品以其微型化和低成本的特点为它们在家庭和办公室自动化、电子商务、工业控制、智能化建筑物和各种特殊场合的应用开辟了广阔的前景。
4.嵌入式系统的发展趋势
中国的单片机应用和嵌入式系统开发已走过了15年的历程,随着市场对超微型嵌入式应用技术和产品的要求不断增长,以及半导体技术和系统设计方法的进步,嵌入式系统在目前的发展形势下,表现出以下几大趋势:
(1)可靠性及应用水平越来越高和互联网连接已是一种明显的走向;
(2)所集成的部件越来越多,从意义上讲只是单片集成电路,从功能上讲可以说是万用机;
(3)功耗越来越低,和模拟电路结合越来越多。