嵌入式系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景-文庫吧資料
2025-06-23 01:55本頁面
【正文】 為成功的單片機(jī)芯片，在各種產(chǎn)品中有著非常廣泛的應(yīng)用。提示：最早的單片機(jī)是Intel公司的 8048，它出現(xiàn)在1976年。70年代單片機(jī)的出現(xiàn)，使得汽車、家電、工業(yè)機(jī)器、通信裝置以及成千上萬種產(chǎn)品可以通過內(nèi)嵌電子裝置來獲得更佳的使用性能：更容易使用、更快、更便宜。作為一個(gè)系統(tǒng)，往往是在硬件和軟件交替發(fā)展的雙螺旋的支撐下逐漸趨于穩(wěn)定和成熟，嵌入式系統(tǒng)也不例外。那是否可以說嵌入著微處理器的設(shè)備就是嵌入式系統(tǒng)？那鼠標(biāo)中也有單片機(jī)，能叫嵌入式系統(tǒng)嘛？ 那到底什么是嵌入式系統(tǒng)？莫非嵌入式系統(tǒng)只是一個(gè)難以定義的抽象概念？二、嵌入式系統(tǒng)的歷史雖然嵌入式系統(tǒng)是近幾年才風(fēng)靡起來的，但是這個(gè)概念并非新近才出現(xiàn)。另外一個(gè)PC104的微型工業(yè)控制計(jì)算機(jī)你會(huì)認(rèn)為它是嵌入式系統(tǒng)嗎？當(dāng)然，也是，工業(yè)控制是嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的一個(gè)典型應(yīng)用領(lǐng)域。目前嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)滲透到我們生活中的每個(gè)角落，工業(yè)、服務(wù)業(yè)、消費(fèi)電子……，而恰恰由于這種范圍的擴(kuò)大，使得“嵌入式系統(tǒng)”更加難于明確定義。中國應(yīng)當(dāng)注意發(fā)展智力密集型產(chǎn)業(yè)”。正如我國資深嵌入式系統(tǒng)專家—沈緒榜院士的預(yù)言“, 未來十年將會(huì)產(chǎn)生針頭大小、具有超過一億次運(yùn)算能力的嵌入式智能芯片”,將為我們提供無限的創(chuàng)造空間。嵌入式系統(tǒng)工業(yè)是專用計(jì)算機(jī)工業(yè),其目的就是要把一切變得更簡單、更方便、更普遍、更適用。嵌入式計(jì)算機(jī)在應(yīng)用數(shù)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了各種通用計(jì)算機(jī),一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備中就包含了5 10 個(gè)嵌入式微處理器。3 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用前景嵌入式控制器的應(yīng)用幾乎無處不在:移動(dòng)電話、家用電器、汽車??無不有它的蹤影。(6) 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員以應(yīng)用專家為主通用計(jì)算機(jī)的開發(fā)人員一般是計(jì)算機(jī)科學(xué)或計(jì)算機(jī)工程方面的專業(yè)人士,而嵌入式系統(tǒng)則是要和各個(gè)不同行業(yè)的應(yīng)用相結(jié)合的,要求更多的計(jì)算機(jī)以外的專業(yè)知識(shí),其開發(fā)人員往往是各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的專家。嵌入式系統(tǒng)則不同,應(yīng)用程序可以沒有操作系統(tǒng)直接在芯片上運(yùn)行。而嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開發(fā)能力,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,必須有一套開發(fā)工具和環(huán)境才能進(jìn)行開發(fā),這些工具和環(huán)境是基于通用計(jì)算機(jī)上的軟硬件設(shè)備以及各種邏輯分析儀、混合信號(hào)示波器等。③系統(tǒng)軟件(OS) 的高實(shí)時(shí)性是基本要求多任務(wù)嵌入式系統(tǒng)中,對重要性各不相同的任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)籌兼顧的合理調(diào)度是保證每個(gè)任務(wù)及時(shí)執(zhí)行的關(guān)鍵,單純通過提高處理器速度是無法完成和沒有效率的,這種任務(wù)調(diào)度只能由優(yōu)化編寫的系統(tǒng)軟件來完成,因此系統(tǒng)軟件的實(shí)時(shí)性是基本要求。②軟件代碼高質(zhì)量、高可靠性盡管半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展使處理器速度不斷提高、片上存儲(chǔ)器容量不斷增加,但在大多數(shù)應(yīng)用中,存儲(chǔ)空間仍然是寶貴的,還存在實(shí)時(shí)性的要求。(3) 嵌入式系統(tǒng)軟件的特征嵌入式處理器的應(yīng)用軟件是實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)功能的關(guān)鍵,對嵌入式處理器系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的要求也和通用計(jì)算機(jī)有所不同。嵌入式處理器的發(fā)展也體現(xiàn)出穩(wěn)定性,一個(gè)體系一般要存在8 10 年的時(shí)間。嵌入式系統(tǒng)中的軟件,一般都固化在只讀存儲(chǔ)器中,而不是以磁盤為載體,可隨意更換,所以嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用軟件生命周期也和嵌入式產(chǎn)品一樣長。因此不同的處理器面向的用戶是不一樣的,可能是一般用戶,行業(yè)用戶或單一用戶。嵌入式處理器要針對用戶的具體需求,對芯片配置進(jìn)行裁剪和添加才能達(dá)到理想的性能。嵌入式處理器的功耗、體積、成本、可靠性、速度、處理能力、電磁兼容性等方面均受到應(yīng)用要求的制約,這些也是各個(gè)半導(dǎo)體廠商之間競爭的熱點(diǎn)。器件是嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的根本,嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的基礎(chǔ)就是以應(yīng)用為中心的“芯片”設(shè)計(jì)技術(shù)和面向應(yīng)用的軟件產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)。因此嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域的產(chǎn)品和技術(shù),必然是高度分散的,留給各個(gè)行業(yè)的中小規(guī)模高技術(shù)公司的創(chuàng)新余地很大。嵌入式系統(tǒng)則不同,它是一個(gè)分散的工業(yè),充滿了競爭、機(jī)遇與創(chuàng)新,沒有哪一個(gè)系列的處理器和操作系統(tǒng)能夠壟斷全部市場。在幾乎每臺(tái)計(jì)算機(jī)必備的操作系統(tǒng)和文字處理器方面,Microsoft 的Windows 及Word 占80 90 % ,憑借操作系統(tǒng)還可以搭配其它應(yīng)用程序。2 嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的特點(diǎn)(1) 嵌入式系統(tǒng)工業(yè)是不可壟斷的高度分散的工業(yè)從某種意義上來說,通用計(jì)算機(jī)行業(yè)的技術(shù)是壟斷的。用戶只需定義出其整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng),仿真通過后就可以將設(shè)計(jì)圖交給半導(dǎo)體工廠制作樣品。(4) 嵌入式片上系統(tǒng)(System On Chip)隨著EDI 的推廣和VLSI 設(shè)計(jì)的普及化,及半導(dǎo)體工藝的迅速發(fā)展,在一個(gè)硅片上實(shí)現(xiàn)一個(gè)更為復(fù)雜的系統(tǒng)的時(shí)代已來臨, 這就是System On Chip(SOC) 。(3) 嵌入式DSP 處理器( Embedded Digital Signa
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