姓名：童琪凱? ? 學(xué)號：19020100176? ? 學(xué)院:電子工程學(xué)院

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【嵌牛導(dǎo)讀】嵌入式的定義與特點

【嵌牛鼻子】嵌入式系統(tǒng)的定義

【嵌牛提問】嵌入式系統(tǒng)的特點總結(jié)?

【嵌牛正文】

嵌入式系統(tǒng)的定義：

1孔厉、嵌入式系統(tǒng)：是一種"完全嵌入受控器件內(nèi)部，為特定應(yīng)用而設(shè)計的專用計算機系統(tǒng)"巫糙，根據(jù)英國電氣工程師協(xié)會的定義朴上，嵌入式系統(tǒng)為控制中姜、監(jiān)視或輔助設(shè)備拖刃、機器或用于工廠運作的設(shè)備。與個人計算機這樣的通用計算機系統(tǒng)不同骂因，嵌入式系統(tǒng)通常執(zhí)行的是帶有特定要求的預(yù)先定義的任務(wù)。由于嵌入式系統(tǒng)只針對一項特殊的任務(wù)赃泡，設(shè)計人員能夠?qū)λM行優(yōu)化寒波，減小尺寸降低成本。嵌入式系統(tǒng)通常進行大量生產(chǎn)升熊，所以單個的成本節(jié)約俄烁，能夠隨著產(chǎn)量進行成百上千的放大。

2级野、 可以這么理解嵌入式系統(tǒng)的定義： 嵌入式系統(tǒng)是用來控制或者監(jiān)視機器页屠、裝置、工廠等大規(guī)模設(shè)備的系統(tǒng)蓖柔。國內(nèi)普遍認同的嵌入式系統(tǒng)定義為:以應(yīng)用為中心辰企，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪渊抽，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能蟆豫、可靠性议忽、成本懒闷、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)栈幸。

3愤估、（1）嵌入式系統(tǒng)是面向用戶、面向產(chǎn)品速址、面向應(yīng)用的玩焰，它必須與具體應(yīng)用相結(jié)合才會具有生命力、才更具有優(yōu)勢芍锚。因此可以這樣理解上述三個面向的含義昔园，即嵌入式系統(tǒng)是與應(yīng)用緊密結(jié)合的蔓榄，它具有很強的專用性，必須結(jié)合實際系統(tǒng)需求進行合理的裁減利用默刚。

（2）嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術(shù)甥郑、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)和各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物，這一點就決定了它必然是一個技術(shù)密集荤西、資金密集澜搅、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)邪锌。所以勉躺，介入嵌入式系統(tǒng)行業(yè)，必須有一個正確的定位觅丰。例如Palm之所以在PDA領(lǐng)域占有70%以上的市場饵溅，就是因為其立足于個人電子消費品，著重發(fā)展圖形界面和多任務(wù)管理妇萄；而風(fēng)河的Vxworks之所以在火星車上得以應(yīng)用概说，則是因為其高實時性和高可靠性。

（3）嵌入式系統(tǒng)必須根據(jù)應(yīng)用需求對軟硬件進行裁剪嚣伐，滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能糖赔、可靠性、成本轩端、體積等要求放典。所以，如果能建立相對通用的軟硬件基礎(chǔ)基茵，然后在其上開發(fā)出適應(yīng)各種需要的系統(tǒng)奋构，是一個比較好的發(fā)展模式。目前的嵌入式系統(tǒng)的核心往往是一個只有幾K到幾十K微內(nèi)核拱层，需要根據(jù)實際的使用進行功能擴展或者裁減弥臼，但是由于微內(nèi)核的存在，使得這種擴展能夠非常順利的進行根灯。

實際上径缅，嵌入式系統(tǒng)本身是一個外延極廣的名詞，凡是與產(chǎn)品結(jié)合在一起的具有嵌入式特點的控制系統(tǒng)都可以叫嵌入式系統(tǒng)烙肺，而且有時很難以給它下一個準確的定義∧芍恚現(xiàn)在人們講嵌入式系統(tǒng)時，某種程度上指近些年比較熱的具有操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)桃笙，本文在進行分析和展望時氏堤，也沿用這一觀點。

要點概括:

以應(yīng)用為中心：強調(diào)嵌入式系統(tǒng)的目標是滿足用戶的特定需求搏明。就絕大多數(shù)完整的嵌入式系統(tǒng)而言鼠锈，用戶打開電源即可直接享用其功能闪檬，無需二次開發(fā)或僅需少量配置操作。?

專用性：嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用場合大多對可靠性购笆、實用性有較高要求谬以，這就決定了服務(wù)于特定應(yīng)用的專用系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)的主流模式，它并不強調(diào)系統(tǒng)的通用性和可擴展由桌。這種專用性通常也導(dǎo)致嵌入式系統(tǒng)是一個軟硬件緊密集成的最終系統(tǒng)为黎，因為這樣才能更有效地提高整個系統(tǒng)的可靠性并降低成本，并使之具有更好的用戶體驗行您。?[2]

以現(xiàn)代計算機技術(shù)為核心：嵌入式系統(tǒng)的最基本支撐技術(shù)铭乾，大致上包括集成電路設(shè)計技術(shù)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)娃循、傳感與檢測技術(shù)炕檩、嵌入式操作系統(tǒng)和實時操作系統(tǒng)技術(shù)、資源受限系統(tǒng)的高可靠軟件開發(fā)技術(shù)捌斧、系統(tǒng)形式化規(guī)范與驗證技術(shù)笛质、通信技術(shù)、低功耗技術(shù)捞蚂、特定應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)分析妇押、信號處理和控制優(yōu)化技術(shù)等，它們圍繞計算機基本原理姓迅，集成進特定的專用設(shè)備就形成了一個嵌入式系統(tǒng)敲霍。?

軟硬件可裁剪：嵌入式系統(tǒng)針對的應(yīng)用場景如此之多，并帶來差異性極大的設(shè)計指標要求(功能性能丁存、可靠性肩杈、成本、功耗)解寝，以至于現(xiàn)實上很難有一套方案滿足所有的系統(tǒng)要求扩然，因此根據(jù)需求的不同，靈活裁剪軟硬件聋伦、組建符合要求的最終系統(tǒng)是嵌入式技術(shù)發(fā)展的必然技術(shù)路線夫偶。

嵌入式系統(tǒng)的特點：

嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件必須根據(jù)具體的應(yīng)用任務(wù)，以功耗嘉抓、成本索守、體積晕窑、可靠性抑片、處理能力等為指標來進行選擇。嵌入式系統(tǒng)的核心是系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件杨赤，由于存儲空間有限敞斋，因而要求軟件代碼緊湊截汪、可靠，且對實時性有嚴格要求植捎。

從構(gòu)成上看衙解，嵌入式系統(tǒng)是集軟硬件于一體的、可獨立工作的計算機系統(tǒng)焰枢；從外觀上看蚓峦，嵌入式系統(tǒng)像是一個“可編程”的電子“器件”；從功能上看济锄，它是對目標系統(tǒng)(宿主對象)進行控制暑椰，使其智能化的控制器。從用戶和開發(fā)人員的不同角度來看荐绝，與普通計算機相比較一汽，嵌入式系統(tǒng)具有如下特點。

(1)專用性強低滩。由于嵌入式系統(tǒng)通常是面向某個特定應(yīng)用的召夹，所以嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件，尤其是軟件恕沫，都是為特定用戶群設(shè)計的监憎，通常具有某種專用性的特點。

(2)體積小型化婶溯。嵌入式計算機把通用計算機系統(tǒng)中許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部枫虏，從而有利于實現(xiàn)小型化，方便將嵌入式系統(tǒng)嵌入目標系統(tǒng)中爬虱。?

(3)實時性好隶债。嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)過程控制、數(shù)據(jù)采集跑筝、傳輸通信等場合死讹，主要用來對宿主對象進行控制，所以對嵌入式系統(tǒng)有或多或少的實時性要求曲梗。例如赞警，對武器中的嵌入式系統(tǒng)，某些工業(yè)控制裝置中的控制系統(tǒng)等的實時性要求就極高虏两。有些系統(tǒng)對實時性要求也并不是很高愧旦，例如，近年來發(fā)展速度比較快的掌上電腦等定罢。但總體來說笤虫，實時性是對嵌入式系統(tǒng)的普遍要求，是設(shè)計者和用戶應(yīng)重點考慮的一個重要指標。

(4)可裁剪性好琼蚯。從嵌入式系統(tǒng)專用性的特點來看酬凳，嵌入式系統(tǒng)的供應(yīng)者理應(yīng)提供各式各樣的硬件和軟件以備選用，力爭在同樣的硅片面積上實現(xiàn)更高的性能遭庶，這樣才能在具體應(yīng)用中更具競爭力宁仔。?

(5)可靠性高。由于有些嵌入式系統(tǒng)所承擔(dān)的計算任務(wù)涉及被控產(chǎn)品的關(guān)鍵質(zhì)量峦睡、人身設(shè)備安全翎苫，甚至國家機密等重大事務(wù)，且有些嵌入式系統(tǒng)的宿主對象工作在無人值守的場合榨了，如在危險性高的工業(yè)環(huán)境和惡劣的野外環(huán)境中的監(jiān)控裝置拉队。所以，與普通系統(tǒng)相比較阻逮，嵌入式系統(tǒng)對可靠性的要求極高粱快。?

(6)功耗低。有許多嵌入式系統(tǒng)的宿主對象是一些小型應(yīng)用系統(tǒng)叔扼，如移動電話事哭、MP3、數(shù)碼相機等瓜富，這些設(shè)備不可能配置交流電源或容量較大的電源鳍咱，因此低功耗一直是嵌入式系統(tǒng)追求的目標。?

(7)嵌入式系統(tǒng)本身不具備自我開發(fā)能力与柑，必須借助通過計算機平臺來開發(fā)谤辜。嵌入式系統(tǒng)設(shè)計完成以后，普通用戶通常沒有辦法對其中的程序或硬件結(jié)構(gòu)進行修改价捧，必須有一套開發(fā)工具和環(huán)境才能進行丑念。?[3]

(8)嵌入式系統(tǒng)通常采用“軟硬件協(xié)同設(shè)計”的方法實現(xiàn)。早期的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方法經(jīng)常采用的是“硬件優(yōu)先”原則结蟋，即在只粗略估計軟件任務(wù)需求的情況下脯倚，首先進行硬件設(shè)計與實現(xiàn)，然后在此硬件平臺之上進行軟件設(shè)計嵌屎。如果采用傳統(tǒng)的設(shè)計方法推正，則一旦在測試中發(fā)現(xiàn)問題，需要對設(shè)計進行修改時宝惰，整個設(shè)計流程將重新進行植榕，對成本和設(shè)計周期的影響很大。系統(tǒng)的設(shè)計在很大程度上依賴于設(shè)計者的經(jīng)驗尼夺。20世紀90年代以來尊残，隨著電子和芯片等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展炒瘸，嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)出現(xiàn)了軟硬件協(xié)同設(shè)計方法，即使用統(tǒng)一的方法和工具對軟件和硬件進行描述夜郁、綜合和驗證什燕。在系統(tǒng)目標要求的指導(dǎo)下粘勒，通過綜合分析系統(tǒng)軟硬件功能及現(xiàn)有資源竞端，協(xié)同設(shè)計軟硬件體系結(jié)構(gòu)，以最大限度地挖掘系統(tǒng)軟硬件能力庙睡，避免由于獨立設(shè)計軟硬件體系結(jié)構(gòu)而帶來的種種弊病事富，得到高性能、低代價的優(yōu)化設(shè)計方案乘陪。