嵌入式系统发展历程和现状及其应用实例分析_0

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 嵌入式系统发展历程和现状及其应用实例分析

嵌入式系统发展历程和现状及其应用实例分析㈠嵌入式系统的发展历程嵌入式系统是先进的计算机技术、半导体技术、电子技术以及各种具体应用相结合的产物，是技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的新型集成知识系统。

它起源于微型机时代，近几年网络、通信、多媒体技术的发展为嵌入式系统应用开辟了广阔的天地，使嵌入式系统成为继 PC 和 Internet 之后， IT 界新的技术热点。

20 世纪 70 年代发展起来的微型计算机，由于体积小、功耗低、结构简单、可靠性高、使用方便、性能价格比高等一系列优点，得到了广泛的应用和迅速的普及。

微型机表现出的智能化水平引起了控制专业人士的兴趣，要求将微型机嵌入到一个对象体系中，实现对象体系的智能化控制。

例如，将微型计算机经电气加固和机械加固，并配置各种外围接口电路，安装到大型舰船中构成自动驾驶仪或轮机状态监测系统。

这样一来，计算机便失去了原来的形态与通用的计算机功能。

为了区别原有的通用计算机系统，把嵌入到对象体系中、实现对象体系智能化控制的计算机，称为嵌入式计算机系统。

由此可见，嵌入式系统的嵌入性本质是将一个计算机嵌入到一个对象体系中去。

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1976 年， Intel 公司推出了 MCS-48 单片机，这个只有 1KB ROM 和 64B RAM的简单芯片成为世界上第一个单片机，同时也开创了将微处理机系统的各种 CPU外的资源（如 ROM、 RAM、定时器、并行口、串行口及其他各种功能模块）集成到 CPU 硅片上的时代。

1980 年， Intel 公司对 MCS-48 单片机进行了全面完善，推出了 8 位 MCS-51 单片机，并获得巨大成功，奠定了嵌入式系统的单片机应用模式。

至今， MCS-51 单片机仍在大量使用。

1984 年， Intel 公司又推出了 16 位8096 系列并将其称之为嵌入式微控制器，这可能是嵌入式一词第一次在微处理机领域出现。

此外，为了高速、实时地处理数字信号， 1982 年诞生了首枚数字信号处理芯片（ DSP）， DSP 是模拟信号转换成数字信号以后进行高速实时处理的专业处理器，其处理速度比当时最快的 CPU 还快 10～ 50 倍。

随着集成电路技术的发展， DSP 芯片的性能不断提高，目前已广泛用于通信、控制、计算机等领域。

20 世纪 90 年代后，伴随着网络时代的来临，网络、通信、多媒体技术得以发展， 8/16 位单片机在速度和内存容量上已经很难满足这些领域的应用需求。

而由于集成电路技术的发展， 32 位微处理器价格不断下降，综

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 合竞争能力已可以和 8/16 位单片机媲美。

32 位微处理器面向嵌入式系统的高端应用，由于速度快，资源丰富，加上应用本身的复杂性、可靠性要求等，软件的开发一般会需要操作系统平台支持。

㈡嵌入式系统发展现状进入 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。

在广播电视领域，欧洲的 DVB（数字电视广播）技术已在全球大多数国家推广。

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。

在个人领域中，嵌入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。

目前一些先进的 PDA 在显示屏幕上已实现汉字写入、短消息语音发布，日用范围也将日益广阔。

对于企业专用解决方案，如物流管理、条码扫描、移动信息

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采集等，这种小型手持嵌入式系统将发挥巨大的作用。

自动控制领域，不仅可以用于 ATM 机，自动售货机，工业控制等专用设备，和移动通讯设备结合、 GPS、娱乐相结合，嵌入式系统同样可以发挥巨大的作用。

硬件方面，不仅有各大公司的微处理器芯片，还有用于学习和研发的各种配套开发包。

目前低层系统和硬件平台经过若干年的研究，已经相对比较成熟，实现各种功能的芯片应有尽有。

而且巨大的市场需求给我们提供了学习研发的资金和技术力量。

从软件方面讲，也有相当部分的成熟软件系统。

国外商品化的嵌入式实时操作系统，已进入我国市场的有WindRiver、 Microsoft、 QNX 和 Nuclear 等产品。

我国自主开发的嵌入式系统软件产品如科银(CoreTek) 公司的嵌入式软件开发平台 DeltaSystem，中科院推出的 Hopen 嵌入式操作系统。

㈢嵌入式系统的选型原则①硬件平台的选择嵌入式系统的核心部件是各种类型的嵌入式处理器，嵌入式开发硬件平台的选择主要是嵌入式处理器的选择。

在一个系统中使用什么样的嵌入式处理器内核主要取决于应用的领域、用户的需求、成本、开发的难易程度等因素。

确定了使用哪种嵌入式处理器内核以后接下来就是综合考虑

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 系统外围设备的需求情况以选择一款合适的处理器。

下面列出考虑系统外围设备的一些因素：

● 总线的需求● 有没有通用串行接口● 是否需要ＵＳＢ总线● 有没有以太网接口● 系统内部是否需要Ｉ２Ｃ总线和ＳＰＩ总线● 音频Ｄ／Ａ连接的ＩＩＳ总线● 外设接口● 系统是否需要Ａ／Ｄ或Ｄ／Ａ转换器● 系统是否需要Ｉ／Ｏ控制接口。

另外，还要考虑处理器的寻址空间，有没有片上的Ｆｌａｓｈ存储器，处理器是否容易调试和仿真以及调试工具的成本和易用性等相关的信息。

②嵌入式操作系统的选择实时嵌入式系统的种类大体上可分为两种：

商用型和免费型。

商用型的实时操作系统功能稳定、可靠，有完善的技术支持和售后服务。

免费型的实时操作系统在价格方面具有优势，但是不管选用什么样的系统，都要考虑以下几点：

● 操作系统的硬件支持；● 开发工具的支持程度；● 能否满足应用需求。

㈣实例分析：

基于单芯片方案的电子秤系统设计随着技术的发展，电子秤电

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