物联网设备与标识概述

后PC时代是一个真实的阶段，而且是 一个可以预测的时代。嵌入式系统就是 与这一时代紧密相关的产物，它将拉近 人与计算机的距离，形成一个人机和谐 的工作与生活环境。
嵌入式系统在应用数量上远远超过了 各种通用计算机系统
嵌入式系统是将计算机技术、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。
（4）嵌入式系统本身不具备自主开发能 力，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。
实际上，凡是与产品结合在一起的具 有嵌入式特点的控制系统都可以叫嵌入 式系统。现在人们讲嵌入式系统时，某 种程度上指近些年比较热门的具有操作 系统的嵌入式系统。
3.1.2 嵌入式系统的发展及应用
嵌入式系统的出现至今已经有30多年 的历史了，嵌入式技术也历经了几个发 展阶段。进入20世纪90年代后，以计算 机和软件为核心的数字化技术取得了迅 猛发展，不仅广泛渗透到社会经济、军 事、交通、通信等相关行业，而且深入 到家电、娱乐、艺术、社会文化等各个 领域，掀起了一场数字化技术革命。纵 观嵌入式技术的发展，大致经历了如下4 个阶段。
物联网设备与标识概述
2020年4月28日星期二
3.1 嵌入式系统
3.1.1 嵌入式系统的概念 3.1.2 嵌入式系统的发展及应用 3.1.3 嵌入式系统的组成
嵌入式系统被描述为：以应用为中心 ，软件硬件可裁剪的，适应应用系统对 功能、可靠性、成本、体积、功耗等严 格综合性需要的计算机系统。它由嵌入 式硬件和嵌入式软件两部分组成。
（2）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 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。
（3）嵌入式系统必须根据应用需求对软 硬件进行裁剪，满足应用系统的功能、可 靠性、成本、体积等要求。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 ，而不是存储于磁盘等载体中。
纵观嵌入式系统的发展过程，可以看 出嵌入式系统由简单的无操作系统的循 环控制程序向具有强大功能的基于操作 系统的方向发展，从独立的系统向基于 网络的系统发展。
在近期物联网发展中，智能传感器芯 片技术和嵌入式软件技术是两个重点发 展方向，这与嵌入式系统发展更是息息 相关，面向应用的SoC芯片和嵌入式软 件是未来嵌入式系统发展的重点。
我们可从下列几方面来理解上述嵌 入式系统的定义。
（1）嵌入式系统是面向用户、面向产品 、面向应用的，嵌入式系统是与应用紧密 结合的，它具有很强的专用性，必须结合 实际系统需求进行合理的裁剪利用。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，因 此嵌入式系统产品一旦进入市场，具有较 长的生命周期。
（4）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的结合代表着嵌入式技术的真正 未来，也为物联网发展奠定了基础。
20世纪80年代初期嵌入式操作系统的 出现使得快速便捷地开发规模较大的嵌 入式系统成为现实，自这一时期开始就 出现了各种各样的商用嵌入式操作系统 ，从而形成了目前多种形式的商用嵌入 式操作系统百家争鸣的局面。基于嵌入 式操作系统之上的系统才能够真正符合 嵌入式系统定义中的软件可裁剪、功能 的可扩展、高可靠性等特征。
嵌入式操作系统位于硬件和应用软件 之间，为上层应用提供基础服务，是嵌 入式系统的核心和灵魂。
3.1.1 嵌入式系统的概念
根据IEEE的定义，嵌入式系统是“控 制、监视或者辅助装置、机器和设备运行 的装置”。这主要是从应用上加以定义的， 从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的 综合体。
不过上述定义并不能充分体现出嵌
早期的嵌入式系统只是为了实现某些 特定功能，使用一个循环控制程序对外 界的请求进行处理。
不可否认，这对于简单的系统而言是 足够的，但是当我们的系统变得日渐复 杂庞大的时候，如果要增添一项功能的 时候，很可能不得不重新进行系统的设 计，这无疑会增加开发的成本和系统复 杂度。使用这种方式开发规模较大、功 能复杂的嵌入式系统是不可想象的。
这一阶段系统的主要特点是：CPU种类 繁多，通用性比较弱；系统开销小，效率 高；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。
（3）第三阶段是以嵌入式操作系统为标志 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。
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（1）第一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。
这一阶段系统的主要特点是：系统结 构和功能都相对单一；处理效率较低；存 储容量较小；几乎没有用户接口。
（2）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。
入式系统的精髓，目前国内一个普遍被 认同的定义是：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。
简单地说，嵌入式系统集系统的应 用软件与硬件于一体，类似于PC中BIOS 的工作方式，具有软件代码小、高度自 动化、响应速度快等特点，特别适合于 要求实时和多任务的体系。嵌入式系统 主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、 嵌入式操作系统及应用软件系统等组成 ，它是可独立工作的“器件”。