嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用

嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用物理科學(xué)學(xué)院光信息科學(xué)與技術(shù)01班201041801025 吳英杰 【摘要】嵌入式系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域,它從成本，體積，功耗，專業(yè)性和安全性綜合考慮開發(fā)過(guò)程，廣泛嵌入到我們的軍事，科技和消費(fèi)產(chǎn)品中，從嵌入式系統(tǒng)的定義，結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)入手，闡述了嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景：對(duì)嵌入式的發(fā)展方向做了簡(jiǎn)單的概述?！娟P(guān)鍵詞】嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀及前景隨著社會(huì)的日益信息化和專業(yè)化，嵌入式系統(tǒng)作為典型的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)滲透到各行各業(yè)中。從早期單一的工業(yè)控制系統(tǒng)，到現(xiàn)在的工業(yè)，電子，醫(yī)療,軍事，產(chǎn)品等各個(gè)領(lǐng)域,如普遍實(shí)用的手機(jī),MP3播放器，PDA,數(shù)碼相機(jī)等。嵌入式系統(tǒng)深度和廣度的發(fā)展給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)了革命性的變化.一、嵌入式系統(tǒng)簡(jiǎn)介 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)的軟硬件的結(jié)合體。它的軟硬件根據(jù)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)用功能，可靠性，體積,功耗以及成本的嚴(yán)格要求可以適當(dāng)裁剪。嵌入式系統(tǒng)嵌入到對(duì)象系統(tǒng)中用于控制，監(jiān)視或者輔助操作計(jì)算機(jī)或設(shè)備,從而實(shí)現(xiàn)所要求的特殊功能。嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成:硬件部分是嵌入式處理器／處理器核構(gòu)成的芯片或者片上系統(tǒng)，加上I／O輸入輸出設(shè)備，存儲(chǔ)器和人機(jī)接口。而嵌入式軟件有國(guó)外商品化的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，已進(jìn)人我國(guó)市場(chǎng)的有WindRiver、Microsoft、QNX和Nuclear等產(chǎn)品。我國(guó)自主開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)軟件產(chǎn)品如科銀(CoreTek)公司的嵌入式軟件開發(fā)平臺(tái)DeltaSystem，中科院推出的Hopen嵌入式操作系統(tǒng)。二、嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）嵌入式系統(tǒng)通常是面向特定應(yīng)用的。嵌入式CPD大多工作在為特定用戶群設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，它通常都具有體積小、低功耗，集成度高等特點(diǎn)，能夠把通用CPU中許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部,從而有利于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)趨于小型化，移動(dòng)能力大大增強(qiáng)，跟網(wǎng)絡(luò)的耦合也越來(lái)越緊密。(2）嵌入式系統(tǒng)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).（3)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,確保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)用中對(duì)處理器的選擇更具有競(jìng)爭(zhēng)力,滿足對(duì)象要求的最小軟、硬件配置等。（4）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(jí)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(chǎng)。具有較長(zhǎng)的生命周期。（5)嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)是各種互相融合在一起的技術(shù)的匯總.三、嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景基于嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用在現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)生活中非常廣泛。將嵌入式處理器應(yīng)用在你所開發(fā)的嵌入式產(chǎn)品上,它就是嵌入式系統(tǒng)在該產(chǎn)品所屬領(lǐng)域的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用的示例，由此，我們也可以理解為，嵌入式系統(tǒng)可以用在能夠想象到的幾乎所有的有要求實(shí)現(xiàn)特定功能的產(chǎn)品及其領(lǐng)域內(nèi)。歸結(jié)起來(lái)，其應(yīng)用領(lǐng)域包括：（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(zhǎng)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(guò)程控制、數(shù)控機(jī)床、電力系統(tǒng)、電網(wǎng)安全、電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)、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(lái)幾年內(nèi)必將獲得長(zhǎng)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(cè)與汽車服務(wù)方面，嵌入得了成功的使用。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.在汽車市場(chǎng)上主要包括ABS(制動(dòng)防抱死系統(tǒng)），BODYDashiboard(能將汽車運(yùn)行時(shí)各個(gè)部分的運(yùn)行狀態(tài)反映在汽車表盤上的汽車表盤系統(tǒng)）Infotainment（汽車信息娛樂(lè))，Powertrain（汽車引擎控制系統(tǒng))等等。（3）網(wǎng)絡(luò)及電子商務(wù)：SIM卡已經(jīng)滲透在人們的生活，考勤系統(tǒng)在一些公司已經(jīng)開始應(yīng)用。公共交通無(wú)接觸智能卡（ContactlessSmartcard，CSC）發(fā)行系統(tǒng)，公共電話卡發(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。在網(wǎng)絡(luò)中，無(wú)線局域網(wǎng),IP電話VoIP，數(shù)字調(diào)制解調(diào)器和網(wǎng)卡用于家庭和各行各業(yè)中去.(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(shì)。家庭的冰箱，洗衣機(jī)，電熨斗以及空調(diào)等電器也將可以通過(guò)嵌入式技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制。（5)環(huán)境工程與自然：水文資料實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),防洪體系及水土質(zhì)量監(jiān)測(cè)、堤壩安全，地震監(jiān)測(cè)網(wǎng)，實(shí)時(shí)氣象信息網(wǎng)，水源和空氣污染監(jiān)測(cè)。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(wú)人監(jiān)測(cè)。（6）影像與娛樂(lè)：主要包括噴墨打印機(jī),數(shù)碼相機(jī)，激光打印機(jī)，數(shù)字錄像機(jī)和各種視頻，圖像處理卡等。娛樂(lè)的有機(jī)頂盒,數(shù)字音響和高檔游戲，DVD等。四、嵌入式的發(fā)展方向隨著市場(chǎng)對(duì)超微型嵌入式應(yīng)用技術(shù)和產(chǎn)品的要求不斷增長(zhǎng)，以及半導(dǎo)體技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的進(jìn)步，集成電路技術(shù)不斷發(fā)展，期間的特征尺寸不斷縮小，多種工藝及設(shè)計(jì)方法的提高,嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的最高形式是SOC（片上系統(tǒng)），也是嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的方向。隨著嵌入式技術(shù)的日益更新和成本的逐步降低，我們的電子技術(shù)都將基于嵌入式系統(tǒng)向一個(gè)新層次發(fā)展.有理由相信，