论文部分内容阅读
摘 要：本文简要介绍了嵌入式系统的定义、特征、种类及主要组成部分，探究了嵌入式系统在实际中的运用和在新时代的发展趋势。
关键词：嵌入式系统；趋势；应用
随着信息化进程的加速发展，在日常生活中电脑和互联网的全面渗透下，人类进入了信息产业的新型时代，而嵌入式系统逐渐完成芯片化的同时也成为其主力军。嵌入式系统主要用来控制、监视和测量其他的设备，通常嵌入运转于主要设备之中。由于嵌入式系统具有实时性好、可靠性高，功能强大的网络支持，所以利用嵌入式系统来提高测控系统中的技术性能，可以更好地处理其实时性、可靠性、网络连接、远程测控等问题。所以，探究嵌入式系统，成为了工业测控技术完成智能化的关键手段。嵌入式系统使测控技术有了新的发展，它提供了一个更广阔的发展平台，带给现代工业控制领域一场新革命；另一方面，伴随着工业控制技术和互联网的飞速发展，嵌入式系统的运算速度的性能及电源的要求也越来越高，从而促进了嵌入式系统的发展。
1 嵌入式系统的定义、特征及种类
嵌入式系统的一般定义是“嵌入在目标系统中的专有的计算机系统”。它的基础特性主要有“专用性”、“计算机系统性”和“嵌入性”。目标系统是指嵌入在嵌入式系统中的主机系统。嵌入式计算机系统同一般型计算机系统相比，嵌入式系统一般是为特定应用目标和任务设计的，专用性很强；嵌入式操作系统具有更高的实时性，并且支持多任务的调度和运行，内核远远小于PC机的操作系统内核；嵌入式系统在构造上遵循着有的放矢，精简过程，并努力实现在同一芯片面积上完成更高性能设计的原则。嵌入式系统同实际应用紧密地联系起来，它的版本更替也是同实际产品一起进行的，所以嵌入式系统的产品只要进入了市场，大多具有更长的生存周期。嵌入式系统中的软件大多都固定在存储器核芯上抑或是单片机自身中来提升运行速度和加强可靠性，并不是存放在磁盘这些载体当中。因为其工作环境的特殊要求，需要具有强抗干扰性和高稳定性等性能。嵌入式系统的种类分为芯片级、板级以及设备级。
2 嵌入式系统的结构
在硬件构造上，嵌入式处理器是嵌入式系统的中枢组成部件。总的来说，嵌入式处理器有下列4个特征：①完美支持系统的实时多后台响应操作。②存储区域的保护性能很高。③可以扩展的处理器结构。④功耗低。
2.1 嵌入式微处理器
嵌入式微处理器采用“增强型”通用微处理器。较监测生产的工业用计算机而言，大小适中、造价低廉和稳定性高是应用嵌入式微处理器构成系统的优势，但各类接口及存储设备等外部部件一定要装配在嵌入式微处理器的线路板上，这使得系统可靠性和保密性略微降低。在一般情况下，单板机计算机系统是由嵌入式微处理器、存储器、总线和各种外部部件在线路总板上组成的。
2.2 嵌入式微控制器
嵌入式微控制器也可被称作微机，整个计算机系统集成在一个芯片。嵌入式微控制器的核心大多是微处理器核心。与嵌入式微处理器不同，整个系统的大小因为微控制器的微机化变得很小，降低了功耗与成本、提高了可靠性。位于嵌入式微控制器的片上外设器件具有多样化的特征，便于监测调控，是以称之为微控制器。一般的嵌入式微控制器由通用和半通用型两种组成。
2.3 嵌入式DSP处理器
在实际的数字信号处理实例里，各类数字信号处理算法较为复杂，普通结构处理器不能及时的完成运算。因为在DSP处理器中系统结构和指令进行过特别设计，所以更加适用于实时解调数字模拟电波。嵌入式DSP处理器分为两种：一是通过改造DSP处理器加入片上外装设备并微机化而成的嵌入式DSP处理器，二是嵌入DSP协处理器的通用微机。
2.4 嵌入式片上系统
当今时代越来越重视微机技术，半导体器件的制作工艺也得到飞快发展，更多以前不能实现的操作系统现在却可以实现在一小块硅晶片上，SOC技术应运而生。用户只要定义出其全部应用系统，经过仿真后就能将设计图交给半导体工厂制作样本。这样除去一些不能集成的部件，一块或几块芯片就可以容纳大部分嵌入式系统，应用系统电路板变得不再复杂，有利于减小整个应用系统体积、功耗并提升可靠性。
在软件构造上，主要组成部分为嵌入式微机操作系统和嵌入式系统下开发的微机应用。微机操作系统起到连接应用程序及其配套硬件的作用。微机操作系统的基本功能有2个：更好适配微机配套硬件；充分使用计算机资源。微机操作系统有实时操作系统与分时操作系统2种。
3 典型的嵌入式系统应用
当今时代嵌入式系统普遍运用于重轻工业调控与金融管理机构，例如自动化设备、自动存取款机、磁卡等；嵌入式系统在家庭领域的潜力也不容小视，如数字机顶盒、网络电视等生活类电子设备；另外还广泛应用在智能手机、笔记本电脑、PDA、GPS导航等方面，这极大地使嵌入式技术融入到我们日常工作生活的各方各面。此外在军事方面嵌入式系统的潜力也是不容小觑的。
4 结语
随着时代发展，嵌入式系统及其应用愈加多样化，产业结构愈加完善，市场增长迅速，特别是被普遍运用于通讯、交通、电子、经济、IT、监测、自动控制等方面，也让嵌入式产业链快速进入工作生活方方面面。现今计算机系统的发展越来越重视其信息方面、智能方面，这也是作为计算机系统分支项目的嵌入式系统技术发展的必然趋势。无处不在的智能化产品的前景相当诱人，谱写出未来消费类电子产品繁荣的产业蓝图。植入嵌入式系统的互联网智能化电器，也渐渐展露出宽广而深远的市场前景。但机遇往往与挑战并存，这也对互联网嵌入式系统技术尤其是其中的应用软件技术提出了新要求。
参考文献：
[1] 何立民. 嵌入式系统的定义与发展历史[J]. 单片机与嵌入式系统应用，2004，（1）：6～8.
[2] 马义德，刘映杰，张新国. 嵌入式系统的现状及发展前景[J]. 信息技术，2001，（12）：57～59.
[3] 申 睿，赵 伟. 嵌入式系统及其在测量领域的应用[J]. 电测与仪表，2003，（9）：5～31.
关键词：嵌入式系统；趋势；应用
随着信息化进程的加速发展，在日常生活中电脑和互联网的全面渗透下，人类进入了信息产业的新型时代，而嵌入式系统逐渐完成芯片化的同时也成为其主力军。嵌入式系统主要用来控制、监视和测量其他的设备，通常嵌入运转于主要设备之中。由于嵌入式系统具有实时性好、可靠性高，功能强大的网络支持，所以利用嵌入式系统来提高测控系统中的技术性能，可以更好地处理其实时性、可靠性、网络连接、远程测控等问题。所以，探究嵌入式系统，成为了工业测控技术完成智能化的关键手段。嵌入式系统使测控技术有了新的发展，它提供了一个更广阔的发展平台，带给现代工业控制领域一场新革命；另一方面，伴随着工业控制技术和互联网的飞速发展，嵌入式系统的运算速度的性能及电源的要求也越来越高，从而促进了嵌入式系统的发展。
1 嵌入式系统的定义、特征及种类
嵌入式系统的一般定义是“嵌入在目标系统中的专有的计算机系统”。它的基础特性主要有“专用性”、“计算机系统性”和“嵌入性”。目标系统是指嵌入在嵌入式系统中的主机系统。嵌入式计算机系统同一般型计算机系统相比，嵌入式系统一般是为特定应用目标和任务设计的，专用性很强；嵌入式操作系统具有更高的实时性，并且支持多任务的调度和运行，内核远远小于PC机的操作系统内核；嵌入式系统在构造上遵循着有的放矢，精简过程，并努力实现在同一芯片面积上完成更高性能设计的原则。嵌入式系统同实际应用紧密地联系起来，它的版本更替也是同实际产品一起进行的，所以嵌入式系统的产品只要进入了市场，大多具有更长的生存周期。嵌入式系统中的软件大多都固定在存储器核芯上抑或是单片机自身中来提升运行速度和加强可靠性，并不是存放在磁盘这些载体当中。因为其工作环境的特殊要求，需要具有强抗干扰性和高稳定性等性能。嵌入式系统的种类分为芯片级、板级以及设备级。
2 嵌入式系统的结构
在硬件构造上，嵌入式处理器是嵌入式系统的中枢组成部件。总的来说，嵌入式处理器有下列4个特征：①完美支持系统的实时多后台响应操作。②存储区域的保护性能很高。③可以扩展的处理器结构。④功耗低。
2.1 嵌入式微处理器
嵌入式微处理器采用“增强型”通用微处理器。较监测生产的工业用计算机而言，大小适中、造价低廉和稳定性高是应用嵌入式微处理器构成系统的优势，但各类接口及存储设备等外部部件一定要装配在嵌入式微处理器的线路板上，这使得系统可靠性和保密性略微降低。在一般情况下，单板机计算机系统是由嵌入式微处理器、存储器、总线和各种外部部件在线路总板上组成的。
2.2 嵌入式微控制器
嵌入式微控制器也可被称作微机，整个计算机系统集成在一个芯片。嵌入式微控制器的核心大多是微处理器核心。与嵌入式微处理器不同，整个系统的大小因为微控制器的微机化变得很小，降低了功耗与成本、提高了可靠性。位于嵌入式微控制器的片上外设器件具有多样化的特征，便于监测调控，是以称之为微控制器。一般的嵌入式微控制器由通用和半通用型两种组成。
2.3 嵌入式DSP处理器
在实际的数字信号处理实例里，各类数字信号处理算法较为复杂，普通结构处理器不能及时的完成运算。因为在DSP处理器中系统结构和指令进行过特别设计，所以更加适用于实时解调数字模拟电波。嵌入式DSP处理器分为两种：一是通过改造DSP处理器加入片上外装设备并微机化而成的嵌入式DSP处理器，二是嵌入DSP协处理器的通用微机。
2.4 嵌入式片上系统
当今时代越来越重视微机技术，半导体器件的制作工艺也得到飞快发展，更多以前不能实现的操作系统现在却可以实现在一小块硅晶片上，SOC技术应运而生。用户只要定义出其全部应用系统，经过仿真后就能将设计图交给半导体工厂制作样本。这样除去一些不能集成的部件，一块或几块芯片就可以容纳大部分嵌入式系统，应用系统电路板变得不再复杂，有利于减小整个应用系统体积、功耗并提升可靠性。
在软件构造上，主要组成部分为嵌入式微机操作系统和嵌入式系统下开发的微机应用。微机操作系统起到连接应用程序及其配套硬件的作用。微机操作系统的基本功能有2个：更好适配微机配套硬件；充分使用计算机资源。微机操作系统有实时操作系统与分时操作系统2种。
3 典型的嵌入式系统应用
当今时代嵌入式系统普遍运用于重轻工业调控与金融管理机构，例如自动化设备、自动存取款机、磁卡等；嵌入式系统在家庭领域的潜力也不容小视，如数字机顶盒、网络电视等生活类电子设备；另外还广泛应用在智能手机、笔记本电脑、PDA、GPS导航等方面，这极大地使嵌入式技术融入到我们日常工作生活的各方各面。此外在军事方面嵌入式系统的潜力也是不容小觑的。
4 结语
随着时代发展，嵌入式系统及其应用愈加多样化，产业结构愈加完善，市场增长迅速，特别是被普遍运用于通讯、交通、电子、经济、IT、监测、自动控制等方面，也让嵌入式产业链快速进入工作生活方方面面。现今计算机系统的发展越来越重视其信息方面、智能方面，这也是作为计算机系统分支项目的嵌入式系统技术发展的必然趋势。无处不在的智能化产品的前景相当诱人，谱写出未来消费类电子产品繁荣的产业蓝图。植入嵌入式系统的互联网智能化电器，也渐渐展露出宽广而深远的市场前景。但机遇往往与挑战并存，这也对互联网嵌入式系统技术尤其是其中的应用软件技术提出了新要求。
参考文献：
[1] 何立民. 嵌入式系统的定义与发展历史[J]. 单片机与嵌入式系统应用，2004，（1）：6～8.
[2] 马义德，刘映杰，张新国. 嵌入式系统的现状及发展前景[J]. 信息技术，2001，（12）：57～59.
[3] 申 睿，赵 伟. 嵌入式系统及其在测量领域的应用[J]. 电测与仪表，2003，（9）：5～31.