嵌入式系统的概述

经过40多年的发展，嵌入式系统已经广泛应用在科学研究、工程设计、军事技术，各类产业、商业文化艺术、娱乐业、人们的日常生活等方方面面。随着数字信息技术和网络技术的飞速发展。计算机、通信、消费电子的一体化趋势日益明显，这必将培育出一个庞大的嵌入式市场。嵌入式系统技术也成为当前关注、学习、研究的热点。

嵌入式系统的概念

嵌入式系统是硬件 和软件紧密结合的专用计算机系统。“嵌入式”反映了这些系统通常是更大系统中的一个组成部分。嵌入式系统本身是一个相对模糊的定义，不同的组织对其定义也略有不同，但大意是相同的，我们来看一下嵌入式系统的相关定义。

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按照电气和电子工程师学会(IEEE的定义，嵌入式系统是控制、监视或辅助机器和设备运行的装置。这个定义主要是从嵌入式系统的用途方面来进行定义的。更具一般性，也是在多数书籍资料中使用的关于嵌入式系统的定义：嵌入式系统是指以应用为中心，以计算机技术为基础，软件、硬件可剪裁，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗严格要求的专用计算机系统。它包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器/微处理器、存储器及外设器件、I/O端口、图形控制器等。软件包括操作系统软件(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。有时设计人员把这两种软件组合在起， 应用程序控制着系统的运作和行为，而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。

由以上嵌入式系统的定义可知，嵌入式系统在应用数量上远远超过了各种通用计算机，一台通用计算机的外部设备中就包含了5~ 10个嵌入式微处理器，键盘、鼠标、软驱、硬盘、显示卡、显示器、调制解调器、网卡、声卡、打印机、扫描仪、摄像头、USB集线器等均是由嵌入式处理器控制的。

嵌入式计算机系统同通用型计算机系统相比具有以下特点：

①嵌入式系统通常是面向特定应用的嵌入式中央微处理器(CPU), 与通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中，执行的是带有特定要求的预先定义的任务，如实时性、安全性、可用性等。它通常具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，移动能力大大增强，跟网络的耦合也越来越紧密。

②嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术、电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。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嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余。由于嵌入式系统通常需要进行大量生产，所以单个成本的节约，能够随着产量进行成百上千的放大。

④嵌入式系统和具体应用有机地结合在-起， 它的升级换代和具体产品同步进行，嵌入式系统产品一旦进入市场，具有较长的生命周期。

⑤为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件般 都固化在 存储器芯片中或单片机内部，而不是存储于磁盘等载体中。

⑥嵌入式系统本身不具备自举开发能力，即使设计完成以后用户通常也不能对其中的程序功能进行修改，必须有套开发工具和环境才能进行开发。