姓名：劉姝戀? 學(xué)號：19020100402? 學(xué)院：電子工程學(xué)院
原創(chuàng)
【嵌牛導(dǎo)讀】隨著嵌入式的普遍應(yīng)用，嵌入式系統(tǒng)成為IT行業(yè)的新寵兒。本文將簡述嵌入式系統(tǒng)的基本知識峭梳，簡單學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)概念、特點(diǎn)、組成和發(fā)展前景拭嫁。
【嵌牛鼻子】嵌入式系統(tǒng)定義、特點(diǎn)抓于、系統(tǒng)組成做粤、發(fā)展前景
【嵌牛提問】什么是嵌入式系統(tǒng)呢？
【嵌牛正文】
首先捉撮，我們來看看什么是嵌入式怕品。
嵌入式，一般是指嵌入式系統(tǒng)呕缭，英文叫作：embedded system堵泽。嵌入式開發(fā)，其實(shí)就是對嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)恢总。
IEEE（美國電氣和電子工程師協(xié)會）對嵌入式系統(tǒng)的定義是：“用于控制迎罗、監(jiān)視或者輔助操作機(jī)器和設(shè)備的裝置”。
國內(nèi)學(xué)術(shù)界對其的定義是：“嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心片仿，以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)纹安，能夠根據(jù)用戶需求(功能、可靠性砂豌、成本厢岂、體積、功耗阳距、環(huán)境等)靈活裁剪軟硬件模塊的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)塔粒。
以應(yīng)用為中心，說明嵌入式系統(tǒng)是有明確實(shí)際用途的筐摘；以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)卒茬，說明它其實(shí)就是一種特殊的計(jì)算機(jī)船老；軟硬件可裁剪，說明它有很強(qiáng)的靈活性和可定制能力圃酵；專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)柳畔，“專用”所對應(yīng)的，就是“通用”郭赐，如常用的個(gè)人PC薪韩、筆記本電腦、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器捌锭，可以用于多種用途俘陷，就是“通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”，而專用性即不強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的通用性和可擴(kuò)展舀锨。
嵌入式系統(tǒng)究竟具體應(yīng)用于哪些“專用”方向呢岭洲？
舉例如下：
個(gè)人通信與娛樂系統(tǒng)：手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)坎匿、音樂播放器盾剩、可穿戴電子產(chǎn)品
家電類產(chǎn)品：數(shù)字電視、掃地機(jī)器人替蔬、智能家電
辦公自動化：打印機(jī)告私，復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)
醫(yī)療電子類產(chǎn)品：生化分析儀承桥、血液分析儀驻粟、CT
網(wǎng)絡(luò)通信類產(chǎn)品：通信類交換設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 (交換機(jī)凶异、路由器蜀撑、網(wǎng)絡(luò)安全)
汽車電子類產(chǎn)品：引擎控制、安全系統(tǒng)剩彬、汽車導(dǎo)航與娛樂系統(tǒng)
工業(yè)控制類產(chǎn)品：工控機(jī)酷麦、交互式終端 、安全監(jiān)控喉恋、數(shù)據(jù)采集與傳輸沃饶、儀器儀表
軍事及航天類產(chǎn)品：無人機(jī)、雷達(dá)轻黑、作戰(zhàn)機(jī)器人
上述這些領(lǐng)域糊肤，都使用了嵌入式系統(tǒng)。這還只是冰山一角氓鄙」萑啵可以說，嵌入式系統(tǒng)完完全全地包圍了我們抖拦，時(shí)刻影響著我們的工作和生活把介。
接著勤讽，我們來看看嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)。
1.嵌入式系統(tǒng)通常是面向特定應(yīng)用的嵌入式CPU與通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在為特定用戶群設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中拗踢，它通常都具有低功耗、體積小向臀、集成度高等特點(diǎn)巢墅，能夠把通用CPU中許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi) 部，從而有利于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)趨于小型化券膀，移動能力大大增強(qiáng)君纫，跟網(wǎng)絡(luò)的耦合也越來越緊密。
2.嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)芹彬、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物蓄髓。這一點(diǎn)就決定了它必然是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集舒帮、高度分散会喝、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。
3.嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計(jì)玩郊，量體裁衣肢执、去除冗余，力爭在同樣的硅片面積上實(shí)現(xiàn)更高的性能译红，這樣才能在具體應(yīng)用中對處理器的選擇更具有競爭力预茄。
4.嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起，它的升級換代也是和具體產(chǎn)品同步進(jìn)行侦厚，因此嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進(jìn)入市場耻陕，具有較長的生命周期。
5.為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性刨沦，嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機(jī)本身中诗宣，而不是存貯于磁盤等載體中。
6.嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開發(fā)能力已卷，即使設(shè)計(jì)完成以后用戶通常也是不能對其中的程序功能進(jìn)行修改的梧田，必須有一套開發(fā)工具和環(huán)境才能進(jìn)行開發(fā)。
嵌入式系統(tǒng)侧蘸，既然是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)裁眯，那么肯定離不開硬件和軟件。
一個(gè)嵌入式系統(tǒng)典型架構(gòu)如下：
圖1：嵌入式系統(tǒng)典型架構(gòu)圖
嵌入式系統(tǒng)最核心的層次是中央處理單元部分讳癌，它包含運(yùn)算器和控制器模塊穿稳，在cpu的基礎(chǔ)上進(jìn)一步配上存儲器模塊、電源模塊晌坤、復(fù)位模塊等就構(gòu)成了通常所說的最小系統(tǒng)逢艘。
從硬件角度來看旦袋，嵌入式系統(tǒng)就是以處理器（CPU）為核心，依靠總線（Bus）進(jìn)行連接的多模塊系統(tǒng)它改。
從軟件角度來看疤孕，嵌入式系統(tǒng)面向特定硬件體現(xiàn)和用戶要求設(shè)計(jì)，是實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)功能的關(guān)鍵央拖。嵌入式系統(tǒng)軟件體系分成驅(qū)動層祭阀、操作系統(tǒng)層、中間件層和應(yīng)用層等四層鲜戒，各有其特點(diǎn)专控。
嵌入式系統(tǒng)的核心，就是嵌入式處理器遏餐。嵌入式處理器一般分為以下幾種典型類型：
嵌入式微控制器MCU（Micro Control Unit）
MCU內(nèi)部集成ROM/RAM伦腐、總線邏輯、定時(shí)/計(jì)數(shù)器失都、看門狗柏蘑、I/O、串口嗅剖、A/D辩越、D/A、FLASH等信粮。典型代表是8051黔攒、8096、C8051F等强缘。
嵌入式DSP處理器（Digital Signal Processor）
DSP處理器專門用于信號處理督惰，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令算法進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)。在數(shù)字濾波旅掂、FFT赏胚、頻譜分析中廣泛應(yīng)用。典型代表是TI（德州儀器）公司的TMS320C2000/C5000系列商虐。
嵌入式微處理器MPU（Micro Processor Unit）
MPU由通用處理器演變而來觉阅，具有較高的性能，擁有豐富的外圍部件接口秘车。典型代表是AM186/88典勇、386EX、SC-400叮趴、PowerPC割笙、MIPS、ARM系列等眯亦。
此外伤溉，還有嵌入式片上系統(tǒng)SoC（System on Chip）和可編程片上系統(tǒng)SoPC（System on a Programmable Chip）般码。
隨著5G的全面啟動，整個(gè)社會正在向“萬物互聯(lián)”的方向發(fā)展乱顾。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也將迎來前所未有的歷史機(jī)遇板祝。嵌入式是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要組成部分，也將進(jìn)入發(fā)展的快車道糯耍。嵌入式系統(tǒng)發(fā)展也更加趨于提供更加生動的人機(jī)交互界面扔字，對于更多小型電子產(chǎn)品具備更好的移植性，從而實(shí)現(xiàn)其自動化温技，低功耗，智能化扭粱。
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作者：郁兒凡
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作者：19020100319張一塵
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