嵌入式技术的应用与发展方向

嵌入式技术的应用与发展方向

摘要嵌入式技术迅速发展，已经被广泛地应用于各行各业。嵌入式技术系统是指以应用为中心，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、功耗等有严格要求的专用计算机系统；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，嵌入式系统是执行专用功能并被内部计算机控制的设备或者系统。

关键词嵌入式系统；嵌入式处理器；应用与方向

嵌入式计算系统一般不使用通用型计算机，而且运行的是固化的软件，用术语表示就是固件，终端用户很难或者不可能改变固件，操作系统和应用软件集成于计算机硬件系统之中，即系统的应用软件与系统的硬件一体化。嵌入式系统具有软件代码少、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处理的情况。与通用型计算机系统相比，嵌入式系统功耗低、可靠性高；功能强大、性能价格比高、实时性强，支持多任务，占用空间小，效率高；面向特定应用，可根据需要灵活定制。

1 嵌入式系统特点及应用

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。所有带有数字接口的设备，如：手机、电视、电脑、汽车等，都可以使用嵌入式系统，还可以在其中开发各自的操作系统，其系统大多数由单个程序操作完成。随着科技的发展，嵌入式技术得到了越来越广泛的应用和发展，其涉及的领域主要有以下几种。

1）手机领域。近年来智能手机移动设备的开发已经成为一种大趋势，随着3G时代的来临，手机软件的开发越来越密集，手机的软硬件都面临着重大的改革，手机除了最基本的通话功能外，逐渐延伸到数码相机，游戏机，办公系统等方面，使其成为更加智能和完善的手持终端。

2）汽车电子领域。：随着汽车产业的飞速发展，汽车电子智能技术日益更新，目前国内的嵌入式车载领域的发展中，电子导航系统所占的比重最大，汽车领域的发展前景将成为电子操控系统与汽车本身机械结合，实现汽车的人性化操作以为汽车的安全性能、可操作性以及通信娱乐相结合的前端科技。

3）民用消费类电子产品。主要包括：音频视频播放器、数码相机、PC游戏机、电子玩具、电子字典、记事薄、高级电子游戏机、录像机、电冰箱、洗衣机、抽湿机、消毒柜、照相机、空调机、电风扇等日常频繁使用的电子设备

4）工业方面。现代工业的大崛起，大规模的生产中嵌入式技术得到更广泛的应用主要包括：电机控制、物理量的检测与处理、工业机器人、过程控制、智能传感器

5）医疗仪器。嵌入式系统在医疗仪器中的应用率极高，根据需要对嵌入式系统进行编程，随着标准的发展或者需求的变化，对嵌入式系统实时灵活的更新，可以很大程度上降低生产成本，验厂产品的生命周期。现代数字医疗仪器设备不仅仅包括诊疗设备，还有数据存储服务器和接口软件，从而为医疗设备设计，生产和使用提供更方便和人性化的技术支持。

6）电讯方面。主要应用在调制解调器，智能线路运行控制以及程控电话机交换这些方面。

7）军事航天国防领域。军事国防集中了所有尖端前沿的科技技术，是嵌入式系统历来非常重要的应用领域。随着航天航空科技和现代军事工业的不断强大和发展，嵌入式计算机系统运用在军事航天设备控制系统和通讯系统中有着愈来愈广泛的应用。

8）现代电力行业。嵌入式系统在电力系统故障检测维护、在线故障诊断中应用广泛。

2 嵌入式技术的发展方向

嵌人式系统技术的发展，大致经历了三个不同阶段。

第一阶段是嵌入式技术的初期阶段，以功能相对简单单一的专用计算机或单片机为核心的可编程控制器形式存在，具有监测、伺服、设备指示等简单功能。这种系统大部分应用于各种工业生产控制和飞机、导弹等军事武器装备中，初期系统中一般没有独立操作系统的支持，而是直接通过汇编语言编程对系统进行直接控制，运行结束后直接清除内存。初期阶段系统的主要特点是:嵌入式系统结构和功能相对简单和单一智能化很不完善，处理事务效率低且繁琐，设备存储容量小，几乎没有专门的用户接口，在比较专业的领域中应用广泛。

第二阶段是以结合嵌入式，CPU处理器和嵌入式操作系统的嵌入式系统。此阶段系统的主要特点是：计算机硬件出现了高可靠、低功耗的嵌入式，如PowerPC等，各种商用嵌入式操作系统开始出现并得到迅速发展，嵌入式操作系统能运行于各种不同的微处理器上，兼容性好；操作系统内核精小、效率高，并具备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而等功能具备大量的应用程序接口，开发应用程序简单；嵌入式应用软件丰富。

第三阶段是以芯片技术和Internet技术为标志的嵌入式系统。微电子技术发展迅速，SOC使嵌入式系统越来越小，功能却越来越强。目前大多数嵌入式还孤立Internet之外，但随着Internet的发展以及Internet技术与工业控制技术等结合日益密切，嵌入式技术与Internet技术的结合推动嵌入式技术的快速发展。

以信息家电为代表的互联网时代嵌入式产品，不仅注入了新的生命；同时也

对嵌入式系统技术，特别是软件技术提出新的挑战。这主要包括：支持日益增长的功能密度、灵活的网络联接、轻便的移动应用和多媒体的信息处理，此外，当然还需对付更加激烈的市场竞争。

1）嵌入式应用软件的开发需要强大的开发工具和操作系统的支持。随着因特网技术的成熟、带宽的提高，ICP和ASP在网上提供的信息内容日趋卜富、应用项目多种多样。为了满足应用功能的升级，设计师们一方而采用更强大的嵌入式处理器，如：32位、64位R工SC芯片或信号处理器DSP增强处理能力；同时还采用实时多任务编程技术和交叉开发工具技术来控制功能复杂性，简化应用程序设计、保障软件质量和缩短开发周期。

2）网络互联成为必然趋势，为适应嵌入式分布处理结构和应用上网需求，而向21世纪的嵌入式系统要求配备标准的一种或多种网络通信接口。针对外部联网要求，嵌入设备必需配有通信接口，相应需要TCP/IP协议软件支持；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。为了支持应用软件的特定编程模式，如Web或无线Web编程模式。

3）支持小型电子设备实现小尺寸、微功耗和低成本，为满足这种特性，要求嵌入式产品设计者相应降低处理器的性能，限制内存容量和复用接口芯片。因此，既要软}人员有丰富经验，更需要发展先进嵌入式软件技术，如Java Web 和WAP等。

4）提供精巧的多媒体人机界而，嵌入式设备之所以为亿万用户乐于接受，重要因素之一是它们与使用者之间的亲和力，自然的人机交互界面。人们与信息终端交互要求以GUI屏幕为中心的多媒体界面。手写文字输入、语音拨号上网、收发电子邮件以及彩色图形、图像已经取得初步成效。

3 结束语

嵌入式计算系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。与普通系统相比是更强大的、低成本的、特性完备的操作系统。嵌入式计算系统无疑是目前最热门最有发展前途的IT应用领域之一。

参考文献

[1]张连明,等.嵌入式系统的设计与开发[J].现代电子技术,2003.

[2]林建民.嵌入式操作系统技术发展趋势[J].计算机工程以,2001.

[3]陈永峰.浅谈嵌入式系统应用与发展趋势[J].科技风,2011.