嵌入式系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展前景

1、 . . . 嵌入式系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展前景嵌入式系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展前景當(dāng)我們滿懷憧憬與希望跨入二十一世紀(jì)大門的時(shí)候，計(jì)算機(jī)技術(shù)也開始進(jìn)入一個(gè)被稱為后PC技術(shù)的時(shí)代。        在現(xiàn)在日益信息化的社會(huì)中，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)全面滲透到日常生活的每一個(gè)角落。對于我們每個(gè)人，需要的已經(jīng)不再僅僅是那種放在桌上處理文檔，進(jìn)行工作管理和生產(chǎn)控制的計(jì)算機(jī)"機(jī)器"；各種各樣的新型嵌入式系統(tǒng)設(shè)備在應(yīng)用數(shù)量上已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通用計(jì)算機(jī)，任何一個(gè)普通人可能擁有從大到小的各種使用嵌入式技術(shù)的電子產(chǎn)品，小到mp3，PDA等微型數(shù)字化產(chǎn)品，

2、大到網(wǎng)絡(luò)家電，智能家電，車載電子設(shè)備。而在工業(yè)和服務(wù)領(lǐng)域中，使用嵌入式技術(shù)的數(shù)字機(jī)床，智能工具，工業(yè)機(jī)器人，服務(wù)機(jī)器人也將逐漸改變傳統(tǒng)的工業(yè)和服務(wù)方式。        目前嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)成為了最熱門的技術(shù)之一，吸引了大批的優(yōu)秀人才投入其中。但是對于何為嵌入式系統(tǒng)，什么樣的技術(shù)又可以稱之為嵌入式技術(shù)，仍在討論之中，有關(guān)嵌入式系統(tǒng)定義的問題，已經(jīng)在很多論壇社區(qū)引發(fā)了多次爭論。就這個(gè)問題我們可以分別從廣義上和狹義上講：         廣而化之，可

3、以認(rèn)為凡是帶有微處理器的專用軟硬件系統(tǒng)都可以稱為嵌入式系統(tǒng)。作為系統(tǒng)核心的微處理器又包括三類：微控制器(MCU)、數(shù)字信號處理器(DSP)、嵌入式微處理器(MPU)。所以有人簡單的說："嵌入式系統(tǒng)是指操作系統(tǒng)和功能軟件集成于計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之中。"還有人認(rèn)為嵌入式系統(tǒng)就是"以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)"。應(yīng)該說后者從功能應(yīng)用特征上比較好的給出了嵌入式系統(tǒng)的定義，嵌入式的概念的分析根本上應(yīng)該從應(yīng)用上加以切入。     &

4、#160;  從狹義上講，我們更加強(qiáng)調(diào)那些使用嵌入式微處理器構(gòu)成獨(dú)立系統(tǒng)，具有自己的操作系統(tǒng)并且具有某些特定功能的系統(tǒng)，這里的微處理器專指32位以上的微處理器。按照這種定義，典型的嵌入式系統(tǒng)有使用x86的小型嵌入式工控主板，在各種自動(dòng)化設(shè)備，數(shù)字機(jī)械產(chǎn)品中有非常廣闊的應(yīng)用空間；另外一大類是使用Intel，Motorola等專用芯片構(gòu)成的小系統(tǒng)，它不僅僅在新興的消費(fèi)電子和通訊儀表等方面獲得了巨大的發(fā)展應(yīng)用空間，而且甚至有趨勢取代傳統(tǒng)的工控機(jī)?，F(xiàn)在大家更加清楚的看到：嵌入式技術(shù)的春天已經(jīng)來了。所以也就難怪嵌入式系統(tǒng)成為當(dāng)前最熱門的技術(shù)之一。   1 嵌入式系

5、統(tǒng)的含義與分類嵌入式系統(tǒng)被定義為:以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)和各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物,這一點(diǎn)就決定了它必然是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識(shí)集成系統(tǒng)。目前嵌入式系統(tǒng)除了部分為32 位處理器外,大量存在的是8 位和16 位的嵌入式微控制器(MCU) ,嵌入式系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的另一種形態(tài),正如前所述它與通用計(jì)算機(jī)應(yīng)用不同:嵌入式計(jì)算機(jī)是以嵌入式系統(tǒng)的形式隱藏在各種裝置、產(chǎn)品和系統(tǒng)之中的一種軟硬件高度專業(yè)化的特定計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。目前根

6、據(jù)其發(fā)展現(xiàn)狀,嵌入式計(jì)算機(jī)可以分成下面幾類:(1) 嵌入式微處理器(Embedded MicroprocessorUnit , EMPU)嵌入式微處理器的基礎(chǔ)是通用計(jì)算機(jī)中的CPU。在應(yīng)用中,將微處理器裝配在專門設(shè)計(jì)的電路板上,只保留和嵌入式應(yīng)用有關(guān)的母板功能,這樣可以大幅度減小系統(tǒng)體積和功耗。為了滿足嵌入式應(yīng)用的特殊要求,嵌入式微處理器雖然在功能上和標(biāo)準(zhǔn)微處理器基本是一樣的,但在工作溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面一般都做了各種增強(qiáng)。(2) 嵌入式微控制器(Microcontroller Unit , MCU)嵌入式微控制器又稱單片機(jī)。嵌入式微控制器一般以某一種微處理器核為核心,芯片部集成RO

7、MPEPROM、RAM、總線、總線邏輯、定時(shí)P計(jì)數(shù)器、WatchDog、IPO、串行口、脈寬調(diào)制輸出、APD、DPA、Flash RAM、E2PROM 等各種必要功能和外設(shè)。為適應(yīng)不同的應(yīng)用需求,一般一個(gè)系列的單片機(jī)具有多種衍生產(chǎn)品,每種衍生產(chǎn)品的處理器核都是一樣的,不同的是存儲(chǔ)器和外設(shè)的配置與封裝。這樣可以使單片機(jī)最大限度地和應(yīng)用需求相匹配,功能不多不少,從而減少功耗和成本。和嵌入式微處理器相比,微控制器的最大特點(diǎn)是單片化,體積大大減小,從而使功耗和成本下降、可靠性提高。(3) 嵌入式DSP 處理器( Embedded Digital SignalProcessor , EDSP)DSP 處

8、理器對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì),使其適合于執(zhí)行DSP 算法,編譯效率較高,指令執(zhí)行速度也較高。在數(shù)字濾波、FFT、譜分析等方面DSP 算在大量進(jìn)入嵌入式領(lǐng)域,DSP 應(yīng)用正從在通用單片機(jī)中以普通指令實(shí)現(xiàn)DSP 功能,過渡到采用嵌入式DSP 處理器。(4) 嵌入式片上系統(tǒng)(System On Chip)隨著EDI 的推廣和VLSI 設(shè)計(jì)的普與化,與半導(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) 。各種通用處理器核將作為SOC 設(shè)計(jì)公司的標(biāo)準(zhǔn)庫,和許多其它嵌入式系統(tǒng)外設(shè)一樣,成為VLSI 設(shè)計(jì)中一種標(biāo)準(zhǔn)的器件,用標(biāo)準(zhǔn)的VHD

9、L 等語言描述,存儲(chǔ)在器件庫中。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。這樣除個(gè)別無法集成的器件以外,整個(gè)嵌入式系統(tǒng)大部分均可集成到一塊或幾塊芯片中去,應(yīng)用系統(tǒng)電路板將變得很簡潔,對于減小體積和功耗、提高可靠性非常有利。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。占整個(gè)計(jì)算機(jī)行業(yè)90 %的PC 產(chǎn)業(yè),80 %采用Intel 的8x86 體系結(jié)構(gòu),芯片基本上出自Intel ,AMD ,Cyrix 等幾家公司。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Win

10、dows 與Word 占80 - 90 % ,憑借操作系統(tǒng)還可以搭配其它應(yīng)用程序。因此當(dāng)代的通用計(jì)算機(jī)工業(yè)的基礎(chǔ)被認(rèn)為是由Wintel (Microsoft 和Intel 90 年代初建立的聯(lián)盟)壟斷的工業(yè)。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。即便在體系結(jié)構(gòu)上存在著主流,但各不一樣的應(yīng)用領(lǐng)域決定了不可能有少數(shù)公司、少數(shù)產(chǎn)品壟斷全部市場。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。另外,社會(huì)上的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域是在不斷向前發(fā)展的,要求其中的嵌入式處理器核心也同步發(fā)展,這也

11、構(gòu)成了推動(dòng)嵌入式工業(yè)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。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)。(2) 嵌入式系統(tǒng)具有的產(chǎn)品特征嵌入式系統(tǒng)是面向用戶、面向產(chǎn)品、面向應(yīng)用的,如果獨(dú)立于應(yīng)用自行發(fā)展,則會(huì)失去市場。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)。和通用計(jì)算機(jī)不同,嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計(jì),量體裁衣、去除冗余,力爭在同樣的硅片面積上實(shí)現(xiàn)更高的性能,這樣才能在具體應(yīng)用對處理器的選擇面前更具有競爭力。嵌入式處理器要針對用戶的具體需求,對芯

12、片配置進(jìn)行裁剪和添加才能達(dá)到理想的性能;但同時(shí)還受用戶訂貨量的制約。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,因此嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進(jìn)入市場,具有較長的生命周期。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。另外,各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)和產(chǎn)品,和通用計(jì)算機(jī)軟件不同,很少發(fā)生突然性跳躍,嵌入式系統(tǒng)中的軟件也因此更強(qiáng)調(diào)可繼承性和技術(shù)銜接性,發(fā)展比較穩(wěn)定。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 -

13、10 年的時(shí)間。一個(gè)體系結(jié)構(gòu)與其相關(guān)的片上外設(shè)、開發(fā)工具、庫函數(shù)、嵌入式應(yīng)用產(chǎn)品是一套復(fù)雜的知識(shí)系統(tǒng),用戶和半導(dǎo)體廠商都不會(huì)輕易地放棄一種處理器。(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。軟件要求固態(tài)化存儲(chǔ)為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性,嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲(chǔ)器芯片或單片機(jī)本身中,而不是存貯于磁盤等載體中。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。為此要求程序編寫和編譯工具的質(zhì)量要

14、高,以減少程序二進(jìn)制代碼長度、提高執(zhí)行速度。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,對重要性各不一樣的任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)籌兼顧的合理調(diào)度是保證每個(gè)任務(wù)與時(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。多任務(wù)操作系統(tǒng)是知識(shí)集成的平臺(tái)和走向工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化道路的基礎(chǔ)(4) 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要開發(fā)工具和環(huán)境通用計(jì)算機(jī)具有完善的人機(jī)接口界面,在上面增加一些開發(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)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)

15、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)備以與各種邏輯分析儀、混合信號示波器等。(5) 嵌入式系統(tǒng)軟件需要RTOS 開發(fā)平臺(tái)通用計(jì)算機(jī)具有完善的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序接口(API) ,是計(jì)算機(jī)基本組成不可分離的一部分,應(yīng)用程序的開發(fā)以與完成后的軟件都在操作系統(tǒng)(OS) 平臺(tái)上面運(yùn)行,但一般不是實(shí)時(shí)的。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;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)以與和專家?guī)旌瘮?shù)接口,用戶必須自行選配RTOS 開發(fā)平臺(tái),這樣才能保證程序執(zhí)行的實(shí)時(shí)性、可靠性,并減少開發(fā)時(shí)間,保障軟件質(zhì)量。(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)

16、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。因此開發(fā)工具的易學(xué)、易用、可靠、高效是基本要求。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)、家用電器、汽車無不有它的蹤影。嵌入控制器因其體積小、可靠性高、功能強(qiáng)、靈活方便等許多優(yōu)點(diǎn),其應(yīng)用已深入到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、教育、國防、科研以與日常生活等各個(gè)領(lǐng)域,對各行各業(yè)的技術(shù)改造、產(chǎn)品更新?lián)Q代、加速自動(dòng)化化進(jìn)程、提高生產(chǎn)率等方面起到了極其重要的推動(dòng)作用。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

17、部設(shè)備中就包含了5 - 10 個(gè)嵌入式微處理器。在制造工業(yè)、過程控制、網(wǎng)絡(luò)、通訊、儀器、儀表、汽車、船舶、航空、航天、軍事裝備、消費(fèi)類產(chǎn)品等方面均是嵌入式計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。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;通用計(jì)算機(jī)的發(fā)展變?yōu)楣δ茈娔X,普遍進(jìn)入社會(huì),嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)展的目標(biāo)是專用電腦,實(shí)現(xiàn)“普遍化計(jì)算”,因此可以稱嵌入式智能芯片是構(gòu)成未來世界的“數(shù)字基因”。正如我國資深嵌入式系統(tǒng)專家緒榜院士的預(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?？傊扒度胧轿⒖刂破骰蛘哒f單片機(jī)好象是一個(gè)黑洞,

18、會(huì)把當(dāng)今很多技術(shù)和成果吸引進(jìn)來。中國應(yīng)當(dāng)注意發(fā)展智力密集型產(chǎn)業(yè)”。參考文獻(xiàn)1 呂京建. BOL System Inc. 從嵌入式系統(tǒng)的可靠性與可信性看Y2K問題.2 穆玉剛, 等. 嵌入式系統(tǒng)與其調(diào)試手段的研究JOURNAL OFSHENYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY(Vol 18 No. 4. 1999.3 呂京建,等. 嵌入式Internet 技術(shù)與其應(yīng)用. :PP bol - sys2tem. 4 呂京建,肖海橋. 嵌入式處理器分類與現(xiàn)狀. :PP bol -system. 5 呂京建,肖海橋. 面向二十一世紀(jì)的嵌入式系統(tǒng)綜述. :PP. bol - syste

19、m. 6 Clarke Esler ,TASKING Inc. And Christopher S. Sontag ,emWareEm2bedded web for 8 - and 16 - bit MPUsComponents in Electronics.April 1999.7 Warren Webb. 嵌套技術(shù)促進(jìn)汽車改革. :PP ednchina. 8 呂京建,肖海橋. 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具與RTOS 平臺(tái). :PP. bol - system. 9 TASKING致力于嵌入式通信,推動(dòng)Internet 和通信解決方案. ht2tp :PP bol - system. 10 嵌入式系

20、統(tǒng)的2000 年問題. 中國省行政院主計(jì)處電子處理資料中心.11 何立民. 建設(shè)單片機(jī)應(yīng)用平臺(tái), 實(shí)施平臺(tái)開發(fā)戰(zhàn)略. :PP. bol - system. 12 8 位和16 位微控制器的嵌入式Internet 接入. :PP bol -system. 13 能提供C 可編程性的低成本控制器. EDN 編輯部,EDN 2000一、嵌入式系統(tǒng)簡介嵌入式系統(tǒng)本身是一個(gè)相對模糊的定義。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，而恰恰由于這種圍的擴(kuò)大，使得“嵌入式系統(tǒng)”更加難于明確定義。 舉個(gè)簡單例子：一個(gè)手持的mp3是否可以叫做是嵌入式系統(tǒng)呢？答案肯定是“是”。另外一個(gè)P

21、C104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。然而比較兩者，你也許會(huì)發(fā)現(xiàn)二者幾乎完全不同，除了其中都嵌入有微處理器。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)。從20世紀(jì)七十年代單片機(jī)的出現(xiàn)到今天各式各樣的嵌入式微處理器，微控制器的大規(guī)模應(yīng)用，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)有了近30年的發(fā)展歷史。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

22、趨于穩(wěn)定和成熟，嵌入式系統(tǒng)也不例外。 嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn)最初是基于單片機(jī)的。70年代單片機(jī)的出現(xiàn)，使得汽車、家電、工業(yè)機(jī)器、通信裝置以與成千上萬種產(chǎn)品可以通過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。這些裝置已經(jīng)初步具備了嵌入式的應(yīng)用特點(diǎn)，但是這時(shí)的應(yīng)用只是使用8位的芯片，執(zhí)行一些單線程的程序，還談不上“系統(tǒng)”的概念。提示：最早的單片機(jī)是Intel公司的 8048，它出現(xiàn)在1976年。Motorola同時(shí)推出了68HC05，Zilog公司推出了Z80系列，這些早期的單片機(jī)均含有256字節(jié)的RAM、4K的ROM、4 個(gè)8位并口、1個(gè)全雙工串行口、兩個(gè)16位定 時(shí) 器。之后在80年代

23、初，Intel又進(jìn)一步完善了8048，在它的基礎(chǔ)上研制成功了8051，這在單片機(jī)的歷史上是值得紀(jì)念的一頁，迄今為止，51系列的單片機(jī)仍然是最為成功的單片機(jī)芯片，在各種產(chǎn)品中有著非常廣泛的應(yīng)用。 從80年代早期開始，嵌入式系統(tǒng)的程序員開始用商業(yè)級的“操作系統(tǒng)”編寫嵌入式應(yīng)用軟件，這使得可以獲取更短的開發(fā)周期，更低的開發(fā)資金和更高的開發(fā)效率，“嵌入式系統(tǒng)”真正出現(xiàn)了。確切點(diǎn)說，這個(gè)時(shí)候的操作系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)時(shí)核，這個(gè)實(shí)時(shí)核包含了許多傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的特征，包括任務(wù)管理、任務(wù)間通訊、同步與相互排斥、中斷支持、存管理等功能。其中比較著名的有Ready System 公司的VRTX、Integrated Sys

24、tem Incorporation (ISI)的PSOS和IMG的VxWorks、QNX公司的QNX 等。這些嵌入式操作系統(tǒng)都具有嵌入式的典型特點(diǎn)：它們均采用占先式的調(diào)度，響應(yīng)的時(shí)間很短，任務(wù)執(zhí)行的時(shí)間可以確定；系統(tǒng)核很小，具有可裁剪，可擴(kuò)充和可移植性，可以移植到各種處理器上；較強(qiáng)的實(shí)時(shí)和可靠性，適合嵌入式應(yīng)用。這些嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，使得應(yīng)用開發(fā)人員得以從小圍的開發(fā)解放出來，同時(shí)也促使嵌入式有了更為廣闊的應(yīng)用空間。 90年代以后，隨著對實(shí)時(shí)性要求的提高，軟件規(guī)模不斷上升，實(shí)時(shí)核逐漸發(fā)展為實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)（RTOS），并作為一種軟件平臺(tái)逐步成為目前國際嵌入式系統(tǒng)的主流。這時(shí)候更多

25、的公司看到了嵌入式系統(tǒng)的廣闊發(fā)展前景，開始大力發(fā)展自己的嵌入式操作系統(tǒng)。除了上面的幾家老牌公司以外，還出現(xiàn)了Palm OS，WinCE，嵌入式Linux，Lynx，Nucleux，以與國的Hopen，Delta Os等嵌入式操作系統(tǒng)。隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展前景日益廣闊，相信會(huì)有更多的嵌入式操作系統(tǒng)軟件出現(xiàn)。在中國嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域，比較認(rèn)同的嵌入式系統(tǒng)概念是：嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以與用戶的應(yīng)用程序等四個(gè)部分組成，用于實(shí)現(xiàn)對其他設(shè)備的

26、控制、監(jiān)視或管理等功能。三、嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)技術(shù)具有非常廣闊的應(yīng)用前景，其應(yīng)用領(lǐng)域可以包括： 1、工業(yè)控制：基于嵌入式芯片的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備將獲得長足的發(fā)展，目前已經(jīng)有大量的8、16、32 位嵌入式微控制器在應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)化是提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、減少人力資源主要途徑，如工業(yè)過程控制、數(shù)字機(jī)床、電力系統(tǒng)、電網(wǎng)安全、電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測、石油化工系統(tǒng)。就傳統(tǒng)的工業(yè)控制產(chǎn)品而言，低端型采用的往往是8位單片機(jī)。但是隨著技術(shù)的發(fā)展，32位、64位的處理器逐漸成為工業(yè)控制設(shè)備的核心，在未來幾年必將獲得長足的發(fā)展。2、交通管理：在車輛導(dǎo)航、流量控制、信息監(jiān)測與汽車服務(wù)方面，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)獲得了廣泛

27、的應(yīng)用，嵌GPS模塊，GSM模塊的移動(dòng)定位終端已經(jīng)在各種運(yùn)輸行業(yè)獲得了成功的使用。目前GPS設(shè)備已經(jīng)從尖端產(chǎn)品進(jìn)入了普通百姓的家庭，只需要幾千元，就可以隨時(shí)隨地找到你的位置。3、信息家電：這將稱為嵌入式系統(tǒng)最大的應(yīng)用領(lǐng)域，冰箱、空調(diào)等的網(wǎng)絡(luò)化、智能化將引領(lǐng)人們的生活步入一個(gè)嶄新的空間。即使你不在家里，也可以通過線、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。在這些設(shè)備中，嵌入式系統(tǒng)將大有用武之地。 4、家庭智能管理系統(tǒng)：水、電、煤氣表的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表，安全防火、防盜系統(tǒng)，其中嵌有的專用控制芯片將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工檢查，并實(shí)現(xiàn)更高，更準(zhǔn)確和更安全的性能。目前在服務(wù)領(lǐng)域，如遠(yuǎn)程點(diǎn)菜器等已經(jīng)體現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)勢。 5、POS網(wǎng)絡(luò)

28、與電子商務(wù)：公共交通無接觸智能卡(Contactless Smartcard, CSC)發(fā)行系統(tǒng)，公共卡發(fā)行系統(tǒng)，自動(dòng)售貨機(jī)，各種智能ATM終端將全面走入人們的生活，到時(shí)手持一卡就可以行遍天下。6、環(huán)境工程與自然：水文資料實(shí)時(shí)監(jiān)測，防洪體系與水土質(zhì)量監(jiān)測、堤壩安全，地震監(jiān)測網(wǎng)，實(shí)時(shí)氣象信息網(wǎng)，水源和空氣污染監(jiān)測。在很多環(huán)境惡劣，地況復(fù)雜的地區(qū)，嵌入式系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)無人監(jiān)測。 7、機(jī)器人：嵌入式芯片的發(fā)展將使機(jī)器人在微型化，高智能方面優(yōu)勢更加明顯，同時(shí)會(huì)大幅度降低機(jī)器人的價(jià)格，使其在工業(yè)領(lǐng)域和服務(wù)領(lǐng)域獲得更廣泛的應(yīng)用。 這些應(yīng)用中，可以著重于在控制方面的應(yīng)用。就遠(yuǎn)程家電控制而言，除了開發(fā)出支持TCP

29、/IP的嵌入式系統(tǒng)之外，家電產(chǎn)品控制協(xié)議也需要制訂和統(tǒng)一，這需要家電生產(chǎn)廠家來做。同樣的道理，所有基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制器件都需要與嵌入式系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)接口，然后再由嵌入式系統(tǒng)來控制并通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)控制。所以，開發(fā)和探討嵌入式系統(tǒng)有著十分重要的意義。嵌入式系統(tǒng)發(fā)展前景嵌入式技術(shù)已經(jīng)無處不在，從隨身攜帶的mp3、語言復(fù)讀機(jī)、手機(jī)、PDA到家庭之中的智能電視、智能冰箱、機(jī)頂盒，再到工業(yè)生產(chǎn)、娛樂中的機(jī)器人，無不采用嵌入式技術(shù)。各大跨國公司與國家電巨頭如INTEL、TI、SONY、三星、TCL、聯(lián)想和康佳等都面臨著嵌入式人才嚴(yán)重短缺的挑戰(zhàn)。近幾年，嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品漸漸完善，并在全世界各行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。200

30、4年，全球嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品的產(chǎn)值已達(dá)2000億美元，國嵌入式軟件的產(chǎn)值也達(dá)到600億人民幣。目前，嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品的研制和應(yīng)用已經(jīng)成為我國信息化帶動(dòng)工業(yè)化、工業(yè)化促進(jìn)信息化發(fā)展的新的國民經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。隨著消費(fèi)家電的智能化，嵌入式更顯重要，像我們平常見到的手機(jī)、PDA、電子字典、可視、VCD/DVD/MP3 Player、數(shù)字相機(jī)（DC）、數(shù)字?jǐn)z像機(jī) (DV)、U-Disk、機(jī)頂盒（Set Top Box）、高清電視（HDTV）、游戲機(jī)、智能玩具、交換機(jī)、路由器、數(shù)控設(shè)備或儀表、汽車電子、家電控制系統(tǒng)、醫(yī)療儀器、航天航空設(shè)備等等，都是典型的嵌入式系統(tǒng)。據(jù)預(yù)測，隨著Internet的迅速發(fā)展和廉價(jià)微處理器的出現(xiàn)，嵌入式系統(tǒng)將在日常生活里形成更大的應(yīng)用領(lǐng)域。更大的應(yīng)用領(lǐng)域馬上帶來了更大的人才需