
嵌入式系统是当今的热门领域之一,已经广泛渗透到科学研究、工程设计、军事技术、各行各业以及人们日常生活的方方面面。随着各种嵌入式产品的进一步发展和推广,嵌入式技术将越来越紧密地与人们的生活结合在一起。下图是人们日常生活中常见的嵌入式产品。那么,到底什么是嵌入式系统呢?
什么是嵌入式系统?
根据电气工程协会的定义,嵌入式系统是用于控制或监控机器、设备、工厂等大型系统的设备。这个定义主要是从嵌入式系统的使用来定义的。可以看出,单个嵌入式系统的功能比较简单,是为特定目的而设置的。这与通用计算机的“大而全”的功能形成了鲜明的对比。
嵌入式系统比较常用的定义是:嵌入式系统是指以应用为中心,以计算机技术为基础,可以在软件和硬件上进行裁剪,以满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面的严格要求的专用计算机系统。它主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统和用户应用软件组成。它有三个基本要素:嵌入性、特异性和计算机系统。
这个定义明确指出了嵌入式系统的三个基本要素。
嵌入式系统详解
“嵌入”是指它是嵌入在对象系统中的特殊计算机系统。比如,人们常用的手机是一个具体的物体,在手机中嵌入专用的计算机系统后,就形成了嵌入式系统。
“特异性”意味着每个嵌入式系统都是一个特定的应用程序。比如,手机是为人们的交流服务的,自动售货机是为了卖货。
“计算机系统”强调的是一个完整的计算机架构,包括嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统和用户应用软件,缺一不可。
可以说,“嵌入性”是其特点,“特异性”是其灵魂,“计算机系统”是其本质。
嵌入式系统的特点
1.嵌入式系统通常是面向应用的。
嵌入式微处理器和通用处理器的最大区别在于,大多数嵌入式微处理器工作在为特定用户群设计的系统中。嵌入式微处理器通常具有功耗低、体积小、集成度高等特点。并且可以将通用处理器中板卡完成的许多任务集成到芯片中,有利于嵌入式系统设计的小型化,大大增强了移动性,与网络的耦合也越来越紧密。
2.嵌入式系统是各种技术和行业融合的产物。
嵌入式系统可以应用于人们生活的各个领域,是先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各行业具体应用相结合的产物。这就决定了它必须是一个技术密集型、资本密集型、高度分散的创新型知识集成系统。
3.嵌入式系统的软硬件设计效率高,可以精简。
嵌入式系统对成本和体积有着严格的要求,这就要求嵌入式工程师高效地设计硬件和软件,量身定制产品并去除冗余,力求在相同的硅片面积上实现更高的性能,从而在特定的应用中更具竞争力。
4.嵌入式系统软件的固化
为了提高执行速度和系统可靠性,嵌入式系统中的软件一般固化在存储芯片或单片机中,而不是存储在磁盘等载体中。
5.产品采购和技术开发的结合。
大多数通用处理器系统都是根据用户的需求,通过软件工程方法开发的。用户有完整的技术资料,可以根据应用的需要进行维护和升级。而嵌入式系统一般是通过购买现成产品和自主开发相结合的方式来构建的。
通过下表,我们可以清楚地了解嵌入式系统和通用计算机的主要区别。
嵌入式系统和通用计算机的主要区别










