嵌入式软件技术的现状与发展趋势研究
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。
嵌入式软件发展的瓶颈问题及发展对策
广西科学院学报 2008,24(2):114~116Journal of Guangx iA cade m y of Sciences V o l .24,N o .2 M ay 2008收稿日期:2008201208修回日期:2008202201作者简介:霍汉强(19642),男,工程师,主要从事计算机应用、嵌入式软件研究工作。
嵌入式软件发展的瓶颈问题及发展对策The Bottleneck Proble m s and D evelop m en t Stra teg i es of E m bedded Sof tware霍汉强HUO H an 2qiang(广西体育高等专科学校,广西南宁 530001)(Guangx i Co llege of Physical Educati on ,N ann ing ,Guangx i ,530001,Ch ina )摘要:分析嵌入式软件国内外发展概况,认为嵌入式软件发展存在技术人员精力不够、企业市场发散、国家税收政策给予的压力大、知识产权纠纷多、产业标准滞后、企业内外部联系不紧、人才教育及培训落后等颈瓶问题,建议企业要采取加强自身意识,敢于创新,统一产业标准,加大人才培养力度的对策来解决颈瓶问题,以促进嵌入式系统的发展,缓解嵌入式软件发展的压力。
关键词:嵌入式软件 发展 瓶颈 对策中图法分类号:T P 311 文献标识码:A 文章编号:100227378(2008)022*******Abstract :O n the basis of analysis of e m bedded s oft w are in dom estic and in ternati onal devel opm en ts ,five m aj o r bo ttleneck p roble m s in e m bedded s oft w are devel opm en t including en terp rises structural p roble m s ,nati onal po licy issues ,in tellectual p roperty issues ,delay of industry standards ,backw ardness in pers onnel educati on and train ing w ere p i on ted out .R efo r m ati on in pers onnel train ing and en terp rise innovati on w as suggested to be strengthened .It can ,on a certain ex ten t ,p romo te the devel opm en t of e m bedded syste m s and relieve the p ressureof e m bedded s oft w are devel opm en ts.Key words :e m bedded s oft w are ,devel opm en t ,bo ttleneck ,po licy 计算机技术、网络技术和通信技术的迅速发展,使当前的信息社会从传统的个人计算机时代进入了后PC 时代。
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。
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。
嵌入式系统调研报告
嵌入式系统调研报告嵌入式系统调研报告一、引言嵌入式系统是指嵌入于各种设备中的计算机系统,通常具有特定的功能,并且对于硬件和软件的要求都比较高。
嵌入式系统广泛应用于汽车、医疗设备、机器人、智能家居等领域,具有很大的市场潜力和应用前景。
本报告旨在对嵌入式系统进行调研,了解其发展现状和未来发展趋势,以及相关技术和应用领域。
二、嵌入式系统发展现状当前,嵌入式系统市场呈现出快速增长的态势。
据统计数据显示,全球嵌入式系统市场规模从2019年的1000亿美元增长到2023年的1575亿美元,年均复合增长率达到10.5%。
这主要得益于人工智能、物联网、自动驾驶等领域的快速发展,对嵌入式系统的需求不断增加。
同时,嵌入式系统也在不断进化和创新,从最早的单片机系统发展到现在的多核处理器、嵌入式操作系统、软件开发工具链等复杂系统。
三、嵌入式系统技术1.硬件技术现代嵌入式系统的硬件技术日趋先进和复杂。
芯片技术方面,ARM架构是目前广泛采用的嵌入式处理器架构,具有低功耗、高性能的特点。
与此同时,片上系统集成度不断提高,将外围设备和接口集成到一个芯片上,降低系统的功耗和成本。
此外,封装技术、电源管理技术、物联网通信技术等也在不断推陈出新。
2.软件技术嵌入式系统的软件技术包括操作系统、开发工具链和应用程序。
操作系统方面,Linux和实时操作系统是较为常见的选择,Linux具有丰富的软件资源和开源社区的支持,实时操作系统则可以满足实时性需求。
开发工具链方面,如编译器、调试器、仿真器等工具的质量和功能也在不断提升。
应用程序方面,嵌入式系统常用的编程语言包括C/C++、Python等,开发者可以根据需求选择合适的语言进行开发。
四、嵌入式系统应用领域嵌入式系统广泛应用于多个领域,以下是几个重要的应用领域:1.汽车行业随着智能驾驶和电动汽车的快速发展,嵌入式系统在汽车行业的应用越来越广泛。
嵌入式系统可以实现车辆控制、车载娱乐系统、智能驾驶等功能,提升行车安全性和驾驶体验。
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。
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随着科技的不断发展,嵌入式软件在智能化领域的应用越来越广泛,对人们日常生活的影响将越来越大,传统的生活、生产工作方式需要与时俱进,因此在将来嵌入式产业将会逐渐涉及到生活和生产的方方面面。
鉴于此,本文对嵌入式软件技术的现状与发展趋势进行了分析探讨,仅供参考。
标签:嵌入式软件;发展现状;前景一、嵌入式软件的分类嵌入式操作系统。
嵌入式操作系统EOS(Embedded OperatingSystem)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,为软件开发提供一定的帮助与支持。
嵌入式支撑软件一般涵盖数据库、常用开发工具等。
其中,数据库是十分关键的。
目前,嵌入式数据库技术的应用已经十分普及。
同时,伴随着移动互联网技术的成熟,人们对移动数据的需求与要求也逐渐提高。
嵌入式数据库技术已经在工业生产、军事部门等得到了重视。
而嵌入式移动数据库则是用于辅助计算的数据库管理系统。
嵌入在移动设备中的数据库系统牵涉到数据库技术、分布式计算技术、通讯技术等不同技术领域,并且就当前发展现状来看已经成为了一个研究氛围浓厚,活跃进步的领域。
计算机软件技术研究现状与发展
计算机软件技术研究现状与发展计算机软件技术研究现状与发展00计算机软件作为一门学科,从其诞生到现在不过短短的半世纪,已取得了令人瞩目的发展,同时也随着技术的进步而在酝酿着不断的创新。
本文在简单介绍软件技术的研究内容基础之上,按照可运行软件的功能分类,从系统软件、支撑软件、和应用软件三个方面对其现状和发展趋势予以综述。
一、软件技术研究开发现状(一)、软件及其分类软件技术是指支持软件系统的开发、运行和维护的技术。
其核心内容是:高效的运行模型及其支撑机制,有效的开发方法学及其支撑机制。
作为可运行的系统,软件已经形成共识的分层模型,即:软件可以分为系统软件(操作系统、数据库等)、支撑软件(高级语言编译器、程序库、CASE工具等)和应用软件。
(二)、世界各国的重大软件计划各国政府相继启动国家级的重大软件技术计划,基础软件和软件开发方法研究都成为这些国家级计划中优先推荐或重点发展的内容。
中国信息产业部在2001年5月发布了《信息产业“十五”计划纲要》,其中软件业的发展被纳入重点。
(三)、系统软件研究开发现状作为计算机系统中最靠近硬件层次的软件,系统软件包括操作系统,数据库管理系统,以及诸如应用服务器等的中间件,下面将分别对各类系统软件的研究发展现状予以阐述。
1、操作系统研究开发现状操作系统是管理硬件资源(处理器、存储器、显示器、打印机等)、控制应用软件运行、改善人机界面并为应用软件提供支持的软件。
操作系统向高层应用软件提供编程接口,为用户方便地开发应用系统提供了基础。
随着计算机网络等技术的发展,近年来操作系统在网络化、并行化、智能化等方面将会取得更加显著的发展。
2、商业嵌入式操作系统研究开发现状嵌入技术是信息技术发展过程中形成的一种新技术。
所谓嵌入就是将计算机的硬件和软件嵌入其他机电设备中去,构成了一种新的系统,即嵌入式系统。
可以说嵌入式技术和设备在我国国防、国民经济建设中有着广泛地应用,有着巨大的市场。
目前嵌入式操作系统的品种较多,仅用于信息家电的嵌入式操作系统就有40种左右。
新时代背景下嵌入式系统的现状及发展前景
新时代背景下嵌入式系统的现状及发展前景随着信息技术在不断发展,物联网、智能化、数字化等趋势日益明显,嵌入式系统应用领域不断拓展而深化。
很多科技公司已经将嵌入式系统作为技术发展的前沿领域之一,并把其作为技术和产品的核心之一,以此来应对市场需求的变化和技术发展方向的改变。
当前,嵌入式系统在各个领域得到广泛应用,如智能家居、智能制造、智能交通、医疗设备、智能安防等领域,都需要嵌入式系统进行数据采集、处理、控制、通信等工作。
随着人工智能、云计算的深入发展,嵌入式系统需要具备更强的性能、更高的可靠性、更丰富的功能和更广泛的应用场景。
此外,嵌入式系统还需面临更加复杂的环境和更加广泛的设备交互,所以嵌入式系统的应用具有技术门槛高,花费周期长的特点。
在这样的背景下,嵌入式系统的发展前景不可限量。
首先,嵌入式系统的需求量越来越大,市场空间越来越广阔,尤其是在人工智能、大数据、区块链等领域的应用需求的不断增加。
其次,嵌入式系统的技术水平在不断攀升。
以嵌入式处理器为例,我们可以看到,当下各种全球知名半导体厂商纷纷推出性能更为卓越、功耗更为低廉、功能更加齐全的产品,以满足市场需求。
另外,嵌入式系统的开发工具和软件平台也越来越完善,这些都为嵌入式系统的应用提供了更加广泛的可能。
但是,要想发挥嵌入式系统的潜能,我们还需要改进和提升这一技术的多个方面。
首先,我们需要将关注点从硬件转移到软件开发和测试过程中,提高代码质量和软件开发的效率。
其次,还需要加强嵌入式系统的数据安全,保护设备和用户的隐私信息。
此外,我们也需要加强嵌入式系统的绿色环保意识,通过研发低能耗、高效能的嵌入式系统,降低其在使用过程中耗能量。
总体而言,嵌入式系统应用的巨大潜力令人振奋。
作为技术的最前沿之一,它对于数字化、智能化的可持续发展将扮演着越来越重要的角色,并成为未来许多领域创新和发展的动力源泉。
嵌入式论文
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。
关键字嵌入式系统嵌入式微处理器嵌入式微控制器嵌入式微控制器嵌入式微控制器片上系统1.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。
2.嵌入式系统介绍2 .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。
2.2 嵌入式系统的分类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。
中国嵌入式系统行业发展现状
中国嵌入式系统行业发展现状内容概述:从细分市场份额来看,硬件占据了大量的市场份额,占比为88.09%,其次为中间体及支撑软件,占比为7.04%,最后为操作系统,占比为4.85%。
一、嵌入式系统概述嵌入式系统是专用的计算机系统,即嵌入式系统就是一个具有嵌入软件和计算机硬件,并受嵌入软件和计算机硬件的运行控制,完成特定功能的系统。
不同于通用计算机系统,嵌入式系统是一种具有专用性的计算机系统。
比如有这样的定义,以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可裁剪,对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
嵌入式系统可按角度及实时性分类;按应用角度可分为通用性及专用型;按实时性分类可分成实时及非实时。
嵌入式系统行业发展历程可分为四个阶段,上世纪80-90年代为嵌入式系统兴起阶段;2010年,随着人工智能和机器学习的兴起,嵌入式系统开始集成先进技术,得到进一步发展,软件定义的嵌入式系统也逐渐兴起,提供更高的可适配性和可扩展性。
二、产业链嵌入式系统产业结构较为复杂,行业上游主要为上游主要为电子元件、集成电路等硬件设备以及系统软件行业,行业下游应用极为广泛,根据产品形态可以分为导弹、飞机、船舶、手机、电脑、工业控制设备、家电、仪器仪表等等。
根据行业性质可以分为军事国防、消费电子与工业控制、通信网络设备等行业。
从行业内企业的成本构成来看,由于行业业务模式中系统集成的特点,原材料成本是行业内企业最为主要的成本构成,一般在75%~80%之间,视主要产品下游应用行业不同而有所差距,如军工领域原材料成本占比较高,消费电子领域占比就相对更低,其次是生产人员工资及设备的折旧。
原材料成本的变动直接影响企业的成本控制及盈利水平,最为主要的原材料为集成电路。
但由于行业内的定制化特点使价格保持平稳,供给相对分散,供需基本平衡,价格保持稳定。
三、全球嵌入式系统行业发展现状嵌入式系统在多个领域中发挥着重要作用,包括汽车、工业自动化、消费电子、医疗设备等。
嵌入式系统的发展现状与趋势ppt课件
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嵌入式系统是面向用户,特定产品和具体应用领域
➢ 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;
➢ 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;
◆ 2013年中国的嵌入式市场规模已超过500多亿元人民币,而预计到 2016年,中国嵌入式软件市场规模将达到1000亿元人民币,三年间平 均年增长率高达33%左右。
◆ 据估计,目前全球嵌入式软件市场的规模已经超过1000亿美元,并将 以每年超过30%的速度不断增值。嵌入式系统背后拥有着无限大的发 展空间,诱人的市场吸引了全世界IT商界巨头纷纷进军嵌入式市场, 国家政策也对嵌入式软件行业实行“增值税优惠”的政策倾斜。
◆ 嵌入式已然成为整个软件业的重要发展支柱,并且形成了一个充满无 限商机的庞大产业。在“技术以人为本”的软件技术产业中,嵌入式 行业正以其应用领域广、人才需求大、就业薪酬高、行业前景好等众 多优势,获得越来越多应用开发人员的关注及青睐,使得无数研发工 程师转而投入嵌入式这一行业。
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◆ 我国在个人领域中,嵌入式产品以个人商用为主,主要应用于个人移 动的数据分析与处理、通讯和消费产品软件,例如智能手机、数字网 络机顶盒、数字平板电视等产品,均是采用了基于Internet技术的嵌 入式系统来操作使用;而在商业领域中,嵌入式系统更是延伸到消费 电子、安全防务、电子商务、物流管理、自动控制、汽车智能化、电 力系统管理等各大领域,嵌入式系统发展已经全面开花。
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嵌入式系统的应用现状及发展趋势
嵌入式系统的应用现状及发展趋势作者:王龙飞来源:《中国新通信》 2018年第23期一、引言嵌入式系统始现于20 世纪70 年代,经过四十多年的发展,其技术已日趋完善[1]。
随着我国科技的进步,人们对于提高生活质量、降低产品成本、普及智能化产品的需求愈加强烈,加之国家对物联网、电子信息技术、高新技术的重点支持,嵌入式系统正大力推动着21 世纪的生产、生活、商业与科研等领域的发展[2,3]。
手持设备、医疗仪器、电子商务、人工智能、航空航天、汽车电子、智能家居等都为嵌入式系统的发展和应用提供了广阔的空间[4]。
二、嵌入式系统概述现代的计算机技术主要分为通用计算机系统和嵌入式计算机系统。
20 世纪70 年代, 人们在数据传输与通信以及测控技术方面对计算机提出了新的要求[5],由于主要面向控制对象,就需要其控制功能凸显,体型小、应用灵活,通用计算机系统无法满足这一要求,一种新的计算机系统应用形式——嵌入式系统便应运而生,这种计算机系统一般是嵌入在宿主设备中,以微处理机的形式存在。
嵌入式系统区别于通用计算机系统的关键是其隐蔽性,用户并不能直观体会它的存在,它可以出现在巨型机器中,也可以隐藏在小巧的手机中,它主要突出的功能是控制,使控制对象表现出智能特性。
对于嵌入式系统的定义,国内普遍接受的是以应用为中心,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、功耗等严格要求的专用计算机系统。
嵌入式系统由硬件和软件两部分构成,如图1 所示。
嵌入式系统的特点主要有以下几个方面:1)个性化强。
嵌入式系统的硬件和软件都是针对特定的系统环境和特定的用户群进行设计的,因此只能适用于某一特定系统,体现出其专业性和针对性,硬件和软件紧密结合,功能非常专一。
2)可靠度高。
嵌入式系统主要面向控制对象,主要应用在缺少人为干预的地点,实现系统安全是对嵌入式软件的基本要求,而且往往采用固态存储,若频繁出现问题无法得到及时解决,势必造成严重的损失,所以软件代码必须具有很高的质量与可靠度。
嵌入式系统现状与发展前景研究
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摘 要 : 入 式 系统 是 用 来 控 制 处 理 外 部 世 界 各 种 中 断信 号 的 计 算 机 系统 , 入 式 系 统 被 定 义 为 以 应 用 为 中 心 、 计 嵌 嵌 以 算 机 技 术 为基 础 、 件 硬 件 可 裁 剪 、 应 应 用 系统 对 功 能 、 靠 性 、 本 、 积 、 耗 严 格 要 求 的 专 用 计 算 机 系 统 。 软 适 可 成 体 功 关 键 词 : 入 式 ; 状 ; 展 前 景 嵌 现 发
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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,为软件开发提供一定的帮助与支持。
嵌入式支撑软件一般涵盖数据库、常用开发工具等。
其中,数据库是十分关键的。
目前,嵌入式数据库技术的应用已经十分普及。
同时,伴随着移动互联网技术的成熟,人们对移动数据的需求与要求也逐渐提高。
嵌入式数据库技术已经在工业生产、军事部门等得到了重视。
而嵌入式移动数据库则是用于辅助计算的数据库管理系统。
嵌入在移动设备中的数据库系统牵涉到数据库技术、分布式计算技术、通讯技术等不同技术领域,并且就当前发展现状来看已经成为了一个研究氛围浓厚,活跃进步的领域[2]。
嵌入式应用软件。
嵌入式应用软件是针对某一特定领域而形成的,基于某一特定硬件平台的软件,其能够实现用户的与其目标。
鉴于用户任务在时间与其他细节上的要求,因此部分嵌入式应用软件在应用过程中需要指定的嵌入式操作系统。
嵌入式应用软件相对于普通软件来说有着十分显著的区别,其不单单对精确性、稳定性、安全性等方面有着更高的要求,同时还要尽可能的进行优化处理,从而减少对系统资源的占用,降低硬件的投入成本。
目前,市场上已经存在各种类型的嵌入式应用软件,常用的嵌入式软件有浏览器、办公处理软件、多媒体软件、人机控制软件等等。
在嵌入式系统中应用软件是最为活跃、最为积极的类型,每一款应用软件都拥有其指定的背景,虽然规模较小,但是技术含量高,因此嵌入式应用软件并没有与操作系统与支撑软件一样被国外产品垄断,而是拥有十分广阔的发展前景。
因此,嵌入式应用软件是我国嵌入式软件的绝对优势领域。
1.2 嵌入式软件开发的特点相对于一般计算机软件来说,嵌入式软件开发存在一定的特殊性,主要体现在:第一,开发规模较小,难度较大。
普通的嵌入式软件规模相对较小,大部分都在若干MB以内。
虽然软件规模不大,但是开发难度却较大。
在桌面机上完成开发,在目标机上顺利运行。
嵌入式软件开发需要涵盖板级初始化程序、驱动程序、应用程序以及测试程度等等。
通常都是牵涉到低层软件的开发[3]。
基于这一需求,嵌入式软件的开发难度较大,在开发过程中需要使用各种来写的开发技术与开发工具来完成。
第二,快速启动,立即运行。
在通电后若干秒内就需要进入正常的工作环境。
所以大部分的嵌入式软件往往都已经被实现固化带NorFlash 等快速启动的主存当中,在通电后即可以立即运行。
或者直接动NorFlash调入内存后直接进行运行。
或者直接被存储在计算机电子盘中,在通电后即可快速调入至RAM的运行当中。
第三,实时性与可靠性要求高。
嵌入式软件不论当前系统内部状态情况如何在遇到外部事件时需要快速做出反应。
同时,还需要处理一异步并发事件的能力以及处理出错以及自动复位的功能。
使用容错、出错处理手段,在软件运行出现错误或死机的时候可以自动恢复到原先的正常运行状态。
第四,程序一体化。
嵌入式软件是一种一体化程度,是基于应用程序与操作系统整合的程序,因此其开发过程中需要做到程序一体化。
1.3 嵌入式软件的开发环境在个人计算机上运行的程序的开发过程与运行环境大致相同。
而嵌入式软件则是在交叉的开发环境下进行的,主要目的在于让软件开发过程中更加安全、更加可靠,全面提升开发的效率与质量,降低软件开发成本的难度与投入成本。
嵌入式软件的交叉开发环境即为用于编译、链接、调试应用程序的代码环境与开展运行应用程序的代码环境是不一致的,分别处于不同的设备装置上。
其中,进行编译、链接、调试环境的设备为宿主机,而进行应用程序代码运行的设备为目标机。
图1位嵌入式软件开发环境的示意图。
从嵌入式软件的开发手段来看,交叉开发环境主要是由宿主机与目标机一同构成的,其两者之间是基于物理连接基础而形成的逻辑连接。
其中,宿主机主要是用于开发嵌入式系统的计算机,该计算机软件资源十分丰富,不单单拥有十分强大的桌面操作系统以及人机交互体系,同时还拥有各种类型的开发工具,以便给编辑、链接、调试、测试等提供强力的支持。
目标机主要是所开发的嵌入式系统,即为嵌入式软件运行的工作环境,通常是不具备任何资源与功能的裸机。
在嵌入式软件开发过程中,目标机的功能在于接收以及执行宿主机发出的各项指令,例如读取内存、写入内存等。
然后将最终定价结果发送反馈给宿主机,在旁配合宿主机开展的各项工作。
宿主机与目标机之间存在着一定的物理连接,即为通过物理线路,经过串口与OCD的方式相连接。
逻辑连接是指宿主机与目标机之间通过既定的通信协议所形成的通信连接[4]。
在开发嵌入式软件的过程中则必须要以物理连接与逻辑连接为基础。
1.4 嵌入式軟件开发过程(1)嵌入式软件的形成嵌入式软件形成主要是在宿主机上进行的。
软件开发人员使用各类型工具来对应用程序开展编辑、链接等工作,以形成可以被调试或固化的程序。
相对于普通软件开发过程,嵌入式软件开发较为特殊,其交叉编译器在宿主机上编译形成另外一种嵌入式微处理器的二进制程序。
同时,交叉链接器会按照宿主机上的技术与手段来对目标程序程序的运行方式与内存定位进行选择,调整相应的信息配置,并且模块对象与库文件中的模块转变成为目标程序。
(2)嵌入式软件的调试过程嵌入式软件在调试过程中需要使用交叉调试器,该设备即为需要调试的程序以及调试的程序分别在不同设备上工作。
调试器根据实际情况来使用某一种方式对目标机上的调式对象进行控制,并且对目标机的内存、寄存器以及调试程序对象进行核实与挑战。
在开发嵌入式软件过程中,交叉调试器是使用最为频繁的工具,往往会占据软件开发时间30%-50%。
因此,交叉调试器的使用功能与效率将会直接影响到嵌入式软件技术的开发的周期以及市场效应。
(3)嵌入式软件的固化运行嵌入式软件在完成调试后,程序代码需要完全被拷贝纸目标机中的非易失性存储器当中,并且在物理硬件环境上开展运行工作。
这一过程即为嵌入式软件的固化处理。
因此,计算机系统启动会将数据迁移至计算机的RAM当中,程序代码将在ROM、Flash Memory 中运行。
然后固化程序将会建立Boot模块。
在真实的物理目标环境中使得应用程序开展工作,实现对计算机中央处理器环境的初始化。
当用户打开目标机时,该应用程序即会被自动嵌入运行。
1.5 嵌入式软件的主要开发技术(1)交叉开发技术相对于其他通用软件开发来说,嵌入式软件并不存在自主开发的能力,在嵌入式软件开发过程中需要宿主机与目标机相互分配任务。
宿主机的主要任务是开展编译、链接、定址等过程,而目标机则是嵌入式软件实际运行的平台。
首先,需要将应用程序转变成为可以在目标机上开展工作的二进制代码。
这一整体过程需要开展编译、链接以及定址。
其中编译是交由交叉编译器来实现。
在编译过程中所形成的目标文件将会被链接成为指定的目标文件,这一过程即为链接过程。
而定址则是将物理存储器地质指定给目标文件相对偏移处。
这一过程形成的文件就是能够在嵌入式平台中工作的二进制文件[5]。
(2)IP构件库技术构件技术,即为组件技术。
其能够有效改善软件威胁,使得软件工厂化生产起到一定的积极作用。
因此,IP构件库技术在嵌入式软件开发中的应用已经越来越普遍。
嵌入式系统实现的最佳形式是单一的芯片系统(SOC,SystemonChip),而单一芯片系统的核心就是即为IP核(Intelleetual Poperty KernelS)。
其中,IP 核包括硬件核、软件核以及固件核。
其中,硬件核即为MPU核或DSP核,软件核则为将单一芯片系统所要求的功能软件等构件标准API方式与IP核构件形式调制成为可以执行的代码单元,推动SOC的嵌入式系统的开发。
当前很多嵌入式软件生产厂家已经将成熟RTOS内核以及功能扩展件通过IP核构件的形式卖出。
可以看出,正在不断发展成熟的IP构件软件技术在未来的发展过程中将会为中小型高技术的软件公司提供发展空间。
1.6 嵌入式软件的应用伴随着嵌入式技术的进步与成熟,嵌入式系统产品正在普及应用至各个行业当中,嵌入式软件的开发与应用面临着重大的发展给予。
目前,嵌入式软件在移动终端、互联网、通讯设备、汽车电子、工业生产等领域发挥着不可或缺的重要作用。
嵌入式软件在在消费电子领域中的数字电视、掌上电脑、数码相机、视频电话等其他家用电器运用广泛。