計算機嵌入式系統(tǒng)簡介

　　社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，嵌入式信息技術憑借其獨特的優(yōu)點發(fā)展迅速，會得到更多的重視，隨著它的技術進步，會帶來巨大的社會效益，對加快社會的進步，加強信息交流有著十分重要的作用，它也在影響著人類的生活。下面讓我們一起來了解了解計算機嵌入式系統(tǒng)：

　　1 嵌入式系統(tǒng)的架構

　　嵌入式系統(tǒng)通常由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式系統(tǒng)以及用戶應用軟件等組成。

　　從體系結構上看，嵌入式系統(tǒng)的構架一般包括了嵌入式處理器、支撐硬件、嵌入式軟件這三部分。

　　嵌入式處理器和一些外圍設備構成硬件平臺。嵌入式處理器通常是單片機或微控制器。嵌入式應用程序支撐軟件平臺。嵌入式軟件包括支撐硬件的驅動程序、操作系統(tǒng)、支撐軟件等。

　　一般不同的系統(tǒng)需要設計不同的嵌入式應用程序，該程序利用操作系統(tǒng)完成特定功能的嵌入式應用，都運行于操作系統(tǒng)之上。

　　2 嵌入式的系統(tǒng)的分類

　　實時嵌入系統(tǒng)是為執(zhí)行特定功能而設計的，在實時系統(tǒng)中，如果系統(tǒng)在指定的時間內未能實現(xiàn)某個確定的任務，則系統(tǒng)被稱為硬實時系統(tǒng)。而在軟實時系統(tǒng)中，雖然響應時間同樣重要，但是超時卻不會導致致命錯誤。當前最常用的嵌入式操作系統(tǒng)可分為:商用系統(tǒng)、專用系統(tǒng)、開放系統(tǒng)。

　　(1)商用嵌入式操作系統(tǒng)。

　　商用嵌入式操作系統(tǒng)功能較強大，輔助工具較齊全，可應用的范圍較廣，系統(tǒng)資源相對有限，應用于許多的領域。例:WircroSoft的WindowsCE、中科院的Hopen等。

　　(2)專用嵌入式操作系統(tǒng)。

　　專用嵌入式操作系統(tǒng)一般對用戶不公開，它是一些專業(yè)公司針對該公司的產(chǎn)品所特制的嵌入式操作系統(tǒng)。功能相對較弱，但具有較強的針對性，比普通的商用嵌入式操作系統(tǒng)更加安全可靠。

　　(3)開放嵌入式操作系統(tǒng)。

　　開放嵌入式操作系統(tǒng)是近年來迅速發(fā)展的一類操作系統(tǒng)。但開放嵌入式操作系統(tǒng)的功能簡單、技術支持以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性也相對較差，對實時任務有很強的支持能力，能完成多任務并且有較短的，因此對應用系統(tǒng)開發(fā)者提出了較高的要求。

　　3 嵌入式系統(tǒng)的特點

　　(1)系統(tǒng)內核小。

　　嵌入式系統(tǒng)大多數(shù)是應用于小型的電子裝置，系統(tǒng)資源是相對有限的，內核要相對小于傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)。

　　(2)強實時性。

　　系統(tǒng)和硬件的結合非常緊密，就必須使用多任務的操作系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)可以沒有操作系統(tǒng)直接在芯片上運行;一般要針對硬件進行系統(tǒng)的移植，即使在同一品牌產(chǎn)品中也需要根據(jù)系統(tǒng)硬件的變化和增減不斷進行修改。

　　(3)專用性強。

　　嵌入式系統(tǒng)的個性化很強，一般沒有系統(tǒng)軟件和應用軟件的明顯區(qū)分，不要求其功能設計及實現(xiàn)上過于復雜，軟件系統(tǒng)和硬件的結合非常緊密，即使在同一系列產(chǎn)品中也需要根據(jù)系統(tǒng)硬件的變化不斷的進行修改。

　　(4)統(tǒng)一的接口。

　　嵌入式應用軟件的設計者提供統(tǒng)一的服務接口，就必須約定嵌入式系統(tǒng)提供的接口，軟件要求固態(tài)存儲，以提高速度;要求高質量和高可靠性。

　　(5)操作簡便、易學。

　　嵌入式操作系統(tǒng)所提供的GuI圖形界面，在這些系統(tǒng)中，計算機用于總體控制和監(jiān)視，而不是對單個設備直接控制。

　　(6)網(wǎng)絡功能強大。

　　嵌入式操作系統(tǒng)對TCP/IP等協(xié)議都支持，網(wǎng)絡功能很強大為各種移動的計算設備預留接口。

　　(7)強穩(wěn)定性。

　　嵌入式操作系統(tǒng)運行時就不再要求人進行過多的干預，在這種情況下，對系統(tǒng)管理員提出了很高的要求。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本身中。

　　(8)固化代碼。

　　在嵌入式系統(tǒng)和具體應用有機地結合在一起，所以EOS的文件管理功能也較容易被拆卸。

　　4 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

　　嵌入式系統(tǒng)的興起是從1971年以第一個微處理器4004開始的，而今微處理器蓬勃發(fā)展，正在逐漸地改善著人們的生活。嵌入式系統(tǒng)正從研究的領域向實際的應用領域的發(fā)展，出現(xiàn)了各種嵌入式的數(shù)碼產(chǎn)品。

　　未來的嵌入式系統(tǒng)需要提供更強大的網(wǎng)絡服務。要求配備標準的一種或多種網(wǎng)絡通信接口，滿足小型化、低成本、低功耗的優(yōu)點。選用最佳的編程模型和不斷的改進算法，如JAVA編程模式、優(yōu)化編譯器性能等。同時可以滿足自然的人機交互界面，如手寫文字輸入、短消息語音發(fā)布、語音識別、語音撥號上網(wǎng)等功能。隨著Internet技術的成熟、帶寬的提高，嵌入式應用的平臺也會更加地完善。

　　5 嵌入式系統(tǒng)的實現(xiàn)

　　(1)主機、目標機的體系結構。

　　主機、目標機體系結構是把開發(fā)工具放在主機上，操作系統(tǒng)的核心模塊放在目標機上，操作系統(tǒng)支持跟蹤調試，在目標機上對操作系統(tǒng)及應用軟件進行運行。可擴展的處理器結構，以能最迅速地開發(fā)出滿足應用的最高性能的嵌入式微處理器。

　　(2)劃分模塊。

　　在設計嵌入式操作系統(tǒng)時，應該充分的考慮到系統(tǒng)的功能和結構的劃分，增加其適用性和靈活性。當前，增強操作系統(tǒng)的模塊是嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)展的一個總趨勢。

　　(3)充分利用現(xiàn)有資源。

　　由于軟件技術的高度發(fā)達，為了減少對操作系統(tǒng)開發(fā)的工作量和能源的消耗，可充分利用現(xiàn)有的資源進行設計。嵌入式微處理器必須功耗很低，是用于便攜式的無線及移動的計算和通信設備中靠電池供電嵌入式系統(tǒng)。

　　(4)制定API標準。

　　給用戶提供標準的、實用的應用程序接口，嵌入式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)實時高效性、硬件的相關依賴性、軟件固化以及應用的專用性等方面具有較為突出的特點。

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