嵌入式系统论文

浅谈嵌入式系统及其发展前景

（作者：赵玉雪班级：软件1112班学号：1120126238）

摘要

现今我们已进入到一个网络的时代，经历了漫长的单片机发展道路嵌入式系也逐步应用到各种网络环境中。嵌入式系统也有了独有的定义，嵌入式设备与互联网的结合才是嵌入式技术未来。本文介绍了嵌入式系统的发展历史，嵌入式系统的特点和分类，及其在国内外的应用情况，总结了该行业未来的发展趋势。

关键词嵌入式系统；嵌入式系统特点；应用；现状；前景

0引言

嵌入式系统是目前电子计算机的一种普遍应用形式，此类电子系统由于不被设备使用者在意，也被称之为埋藏式计算机，例如微控制器、微处理器以及常见的DSP等。嵌入式处理器可以使宿主设备功能得以智能化，无论是设计还是操作都比较简单方便，这些设备的功能具有一定的各异性，但都具有功能强和实时性强，结构相对比较紧凑，大大提高了可靠性等共同特点。

嵌入式系统作为某种技术过程的核心处理环节，是一种能够直接与现实环境接口或交互的信息处理系统。在这种应用环境下，信息处理系统处于嵌入式工作状态，即实时就绪与环互动，亦即实时工作方式，其典型例子如Pc在工业过程控制或实验监测中的应用。

1嵌入式系统概述

1.1嵌入式系统发展史

世界上第一个嵌入式系统是在1981年由Ready System发展的商业性嵌入式实时内核(VRTX32)，距今已有30年的历史了。纵观历史，嵌入式系统历史的发展有三个明显的阶段：

阶段一，是嵌入式系统的出现阶段。这一阶段的主要特征是：操作系统处理效率低下、存储容量小、系统的结构以及功能都相对单一、几乎没有用户接口，受众群体为各类专业领域。作为嵌入式系统的早期阶段，这种系统以其专用计算机简单的功能或者以可编程控制器的单片机为核心的形式存在，具备设备指示、监测、伺服等功能，大部分的系统运用于各类工业控制与飞机、导弹等武器装备中。由于早期嵌入式系统并没有操作系统的支持，对系统的控制是通过汇编语言编程直接进行的，运行结束后对内存进行清理。

阶段二，是简单监控式的实时操作系统阶段。该阶段以嵌入式CPU和嵌入式操作系统为标志。随着计算机硬件高可靠、低功耗嵌入CPU，如Power PC等的出现，推动了各类商业嵌入式操作系统相继出现并以迅雷不及掩耳之势发展起来。该阶段鲜明的特点是系统开销小、效率高处理器种类繁多、较差的通用性、由于配备系统仿真器，因此操作系统具有一定的兼容性与扩展性。另外，由于软

件较专业，用户界面不大友好。该阶段嵌入式操作系统主要是用来控制系统的负载以及监控运用程序的运行。

阶段三，在这个阶段，Vx Works、pSoS、OS-9、windowsCE就是典型代表，该阶段作为通用型嵌入式实时操作系统阶段，具有高度模块化、拓展性；大量的应用程序接口(API)以及文件和目录管理，多任务；网络支持、图形窗口、设备支持、用户界面等功能，开发程序简单、嵌入式应用软件丰富等特点。这一阶段该系统的典型特点就是能够在各种不同类型强大的微处理器上运行

1.2嵌入式系统现状

进入20世纪9O年代，嵌人式技术全面展开，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，嵌人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。

2嵌入式系统的特点及应用

2.1嵌入式系统的特点

嵌入式系统应用软件是嵌入式系统功能的关键，对嵌入式处理器系统软件和应用软件的要求也使其具有以下的特点：

(1)软件固态化存储提高了执行速度和系统可靠性，嵌入式系统软件一般都固化于存储器或单片机本身。

(2)软件代码质量高、半导体和处理器速度可靠性不断提高、存储器容量增加，具体应用中存储空间仍有实时性的要求。

(3)在多任务嵌入式系统中，基本要求是高实时性，保证对重要性不相同的任务合理调度是任务执行的关键，单纯提高处理器速度无法达到和完成，只能由优化的系统软件来完成。

(4)嵌入式系统需要开发工具和计算机具有完善的人机接口界面，并增加一些开发应用程序即可进行对自身的开发。

(5)嵌入式系统软件需要开发平台具有完善的操作系统和应用程序接口，新开发的软件应用程序必须在平台上运行，嵌入式系统的应用程序则可以没有操作系统直接在芯片上运行。

(6)嵌入式系统开发人员以应用为主，计算机开发人员一般是计算机科学或工程方面的专业人士，而嵌入式系统是各个不同行业的应用相结合，需要的是计算机以外的专业知识，嵌入式系统开发人员都是其他应用领域的优秀人才。

2.2嵌入式系统的应用

常说的嵌入式应用就是将这类系统嵌入于各种设备及应用产品内部的计算

机应用，相应的设备(产品)称之为嵌入式设备(产品)。大多数嵌入式系统都十分轻巧．完全可以放在人的拇指尖上。通常．这些系统都隐藏在比它们大得多、也复杂得多的移动计算或电子设备中。不太容易为人们所注意。由于被嵌入对象的体系结构应用环境要求不同，嵌入式系统有许多类型．已广泛渗透到国民经济各个领域，如工业控制、交通管理、信息家电、农业与机械领域、军事领域、国防等。

(1)嵌入式工业自动化已经在工业生产全面发展。嵌入式微控制器的八位、十六位、三十二位已经广泛应用在工业过程控制、数铣机床、电力系统、石油化工等系统中。这些处理器可以提高接口资源，进行数据的采集、处理。以及通信等功能。

(2)在家电行业、电子产品行业中，嵌人式系统已经成为这些产品的核心部分，包括电视剧、电冰箱、移动电话等产品，嵌入式系统的植入，丰富了界面的样式，完成了智能化操作。在家庭智能管理系统中．通过嵌人式系统逐步实现了远程控制和智能管理。代替了人工检查．在未来的一段时间内，智能电器产品将会是一种趋势。