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嵌入式系統(tǒng)的基本概念
隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，特別是大規(guī)模集成電路的產(chǎn)生和發(fā)展，使得現(xiàn)代科學(xué)研究得到了質(zhì)的飛躍，而嵌入式微控制器技術(shù)的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域帶來了一次新的技術(shù)革命。下面yjbys小編為大家準(zhǔn)備了關(guān)于嵌入式系統(tǒng)的基本概念，歡迎閱讀。
一、嵌入式系統(tǒng)的定義
根據(jù)IEEE9(國際電氣和電子工師協(xié)會)的定義，嵌入式系統(tǒng)定義為控制監(jiān)視或者輔助設(shè)備機(jī)器和車間運(yùn)行的裝置。由此可以看出嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，可以涵蓋機(jī)械等附屬裝置。可以從以下幾個方面來理解國內(nèi)對嵌入式系統(tǒng)的定義：
1.嵌入式系統(tǒng)是面向用戶，面向產(chǎn)品，面向應(yīng)用的，它必須與具體的應(yīng)用相結(jié)合才有生命力，才會更有優(yōu)勢。
2.嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)以及各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物。這一點(diǎn)就決定了它必然是一個技術(shù)密集、資金密集、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。
3.嵌入式系統(tǒng)必須能夠根據(jù)應(yīng)用需求對軟件硬件進(jìn)剪裁，滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能、可靠性、成本、體積等需求。所以，如果能建立相對通用的軟硬件基礎(chǔ)，然后在其上開發(fā)出適應(yīng)各種需求的系統(tǒng)，是一個較好的發(fā)展模式。
二、嵌入式系統(tǒng)的特征
根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用具備以下特點(diǎn)：
1.嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體和電子技術(shù)與各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心的芯片設(shè)計的面向應(yīng)用的軟件產(chǎn)品開發(fā)。嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品的特征是面向用戶、面向產(chǎn)品、面向應(yīng)用的。如果是獨(dú)立的自行發(fā)展則會失去市場，與通用計算機(jī)不同，嵌入式系統(tǒng)是針對具體應(yīng)用的專用系統(tǒng)。
2.嵌入式系統(tǒng)軟件的特征
嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用軟件是實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)功能的關(guān)鍵。對嵌入式系統(tǒng)處理器系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的要求也和通用計算機(jī)有所不同。嵌入式系統(tǒng)軟件要求固化存儲;嵌入式系統(tǒng)軟件代碼高質(zhì)量和可靠性;許多應(yīng)用要求系統(tǒng)軟件具有實(shí)時處理能力;在嵌入式系統(tǒng)中，多任務(wù)操作系統(tǒng)是知識集成的平臺，也是走向工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)道路的基礎(chǔ)。
嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要的開發(fā)工具和環(huán)境。通用計算機(jī)具有完善的人機(jī)交互界面，增加了一些開發(fā)應(yīng)用程序和環(huán)境即可進(jìn)行對自身的開發(fā)，而嵌入式系統(tǒng)不具備自身開發(fā)的能力，設(shè)計完成后，用戶通用不能對其中的程序功能進(jìn)行修改，嵌入式系統(tǒng)需要EOS(嵌入式系統(tǒng)操作系統(tǒng))的開發(fā)平臺。這是因?yàn)閷τ谇度胧较到y(tǒng)，應(yīng)用程序可以沒有操作系統(tǒng)直接在芯片上運(yùn)行，但是為了合理地調(diào)度多任務(wù)，利用系統(tǒng)資源、系統(tǒng)函數(shù)以及和專家?guī)旌瘮?shù)接口，用戶必須自行配置EOS開發(fā)平臺，這樣才能保證程序執(zhí)行的實(shí)時性，并減少開發(fā)時間，保證軟件質(zhì)量。一個優(yōu)秀的EOS是嵌入式系統(tǒng)成功的關(guān)鍵，EOS是相對一般操作系統(tǒng)的而言的，它具備了一般操作最基本的功能，如任務(wù)的調(diào)度、同步的調(diào)度、中斷處理、文件功能等，但是嵌入式系統(tǒng)僅具有這些功能是不夠的，為了適應(yīng)不斷發(fā)展的嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品的要求，EOS需要具有以下特點(diǎn)：
1.更好的硬件實(shí)用性，也就是良好的移植性。
2.占有更少的硬件資源
3.高可靠性
4.提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，支持TCP/IP協(xié)議以及其他協(xié)議
5.友好的GUI用戶交互界面
6.有些應(yīng)用要求EOS還必須具有實(shí)時性能
三、嵌入式系統(tǒng)的分類
根據(jù)不同的應(yīng)用，嵌入式系統(tǒng)有不同的分類的方法。這里根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用和結(jié)構(gòu)功能上分類分成以下三種：
1.單個微處理器嵌入式系統(tǒng)。這類系統(tǒng)應(yīng)用在小型設(shè)備中，如溫度傳感器、感光傳感器等用途。
2.不帶計時功能的微處理器嵌入式系統(tǒng)。這類系統(tǒng)在信號放大器、位置定位器中常見。
3.帶計時功能的組件裝置的嵌入式系統(tǒng)。這類系統(tǒng)常見于開關(guān)裝置、控制器、電話交換機(jī)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、醫(yī)療監(jiān)視診斷系統(tǒng)中常見。
四、嵌入式系統(tǒng)的組成
嵌入式系統(tǒng)作為一類特殊的計算機(jī)系統(tǒng)，自底向上包含以下3個部分：硬件平臺、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式應(yīng)用程序。
1.硬件環(huán)境是整個嵌入式系統(tǒng)和應(yīng)用程序運(yùn)行的硬件平臺，不同的應(yīng)用具有不同的硬件環(huán)境。嵌入式系統(tǒng)主要是由硬件和軟件兩大部分組成。從硬件方面來講，嵌入式系統(tǒng)的核心部件是嵌入式處理器，一般可以將嵌入式處理器分成4類：嵌入式微處理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP處理器和嵌入式片上系統(tǒng)。
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