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嵌入式系統(tǒng)概述
（作者未知） 2009/12/26
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這一階段嵌入式系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：出現(xiàn)了大量高可*、低功耗的嵌入式CPU（如Power PC等），各種簡(jiǎn)單的嵌入式操作系統(tǒng)開(kāi)始出現(xiàn)并得到迅速發(fā)展。此時(shí)的嵌入式操作系統(tǒng)雖然還比較簡(jiǎn)單，但已經(jīng)初步具有了一定的兼容性和擴(kuò)展性，內(nèi)核精巧且效率高，主要用來(lái)控制系統(tǒng)負(fù)載以及監(jiān)控應(yīng)用程序的運(yùn)行。
（3）．實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)階段
20世紀(jì)90年代，在分布控制、柔性制造、數(shù)字化通信和信息家電等巨大需求的牽引下，嵌入式系統(tǒng)進(jìn)一步飛速發(fā)展，而面向?qū)崟r(shí)信號(hào)處理算法的DSP產(chǎn)品則向著高速度、高精度、低功耗的方向發(fā)展。隨著硬件實(shí)時(shí)性要求的提高，嵌入式系統(tǒng)的軟件規(guī)模也不斷擴(kuò)大，逐漸形成了實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)（RTOS），并開(kāi)始成為嵌入式系統(tǒng)的主流。
這一階段嵌入式系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性得到了很大改善，已經(jīng)能夠運(yùn)行在各種不同類型的微處理器上，具有高度的模塊化和擴(kuò)展性。此時(shí)的嵌入式操作系統(tǒng)已經(jīng)具備了文件和目錄管理、設(shè)備管理、多任務(wù)、網(wǎng)絡(luò)、圖形用戶界面（GUI）等功能，并提供了大量的應(yīng)用程序接口（API），從而使得應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)變得更加簡(jiǎn)單。
（4）．面向Internet階段
21世紀(jì)無(wú)疑將是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代，將嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用到各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中去的呼聲自然也越來(lái)越高。目前大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)還孤立于Internet之外，隨著Internet的進(jìn)一步發(fā)展，以及Internet技術(shù)與信息家電、工業(yè)控制技術(shù)等的結(jié)合日益緊密，嵌入式設(shè)備與Internet的結(jié)合才是嵌入式技術(shù)的真正未來(lái)。
4 嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
（1）硬件環(huán)境 是整個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序運(yùn)行的硬件平臺(tái)，不同的應(yīng)用通常有不同的硬件環(huán)境。硬件平臺(tái)的多樣性是嵌入式系統(tǒng)的一個(gè)主要特點(diǎn)。 （2）嵌入式操作系統(tǒng) 完成嵌入式應(yīng)用的任務(wù)調(diào)度和控制等核心功能。具有內(nèi)核較精簡(jiǎn)、可配置、與高層應(yīng)用緊密關(guān)聯(lián)等特點(diǎn)。嵌入式操作系統(tǒng)具有相對(duì)不變性。
（3）嵌入式應(yīng)用程序 運(yùn)行于操作系統(tǒng)之上，利用操作系統(tǒng)提供的機(jī)制完成特定功能的嵌入式應(yīng)用。不同的系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)不同的嵌入式應(yīng)用程序。
如何簡(jiǎn)潔有效地使嵌入式系統(tǒng)能夠應(yīng)用于各種不同的應(yīng)用環(huán)境，是嵌入式系統(tǒng)發(fā)展中所必須解決的關(guān)鍵問(wèn)題。經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展，原先嵌入式系統(tǒng)的3層結(jié)構(gòu)逐步演化成為一種4層結(jié)構(gòu)。如圖2所示，這個(gè)新增加的中間層次叫硬件抽象層，有時(shí)也叫板級(jí)支持包，是一個(gè)介于硬件與軟件之間的中間層次。硬件抽象層通過(guò)特定的上層接口與操作系統(tǒng)進(jìn)行交互，向操作系統(tǒng)硬件的直接操作。硬件抽象層的引入大大推動(dòng)了嵌入式操作系統(tǒng)的通用化。
5 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)
5．1 嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的特點(diǎn)和要求
從某種意義上來(lái)說(shuō)，通用計(jì)算機(jī)行業(yè)的技術(shù)是壟斷的。嵌入式系統(tǒng)則不同，嵌入式系統(tǒng)工業(yè)是不可壟斷的高度分散的工業(yè)，充滿了競(jìng)爭(zhēng)、機(jī)遇與創(chuàng)新，沒(méi)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(chǎng)，即便在體系結(jié)構(gòu)上存在著主流。但各不相同的應(yīng)用領(lǐng)域決定了不可能由少數(shù)公司、少數(shù)產(chǎn)品壟斷全部市場(chǎng)。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)高新技術(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，這也構(gòu)成了推動(dòng)嵌入式工業(yè)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的基礎(chǔ)是以應(yīng)用為中心的“芯片”設(shè)計(jì)和面向應(yīng)用的軟件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。
5．2 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，不能獨(dú)立于應(yīng)用自行發(fā)展，否則便會(huì)失去市場(chǎng)。嵌入式系統(tǒng)的核心部件，嵌入式微處理器的功耗、體積、成本、處理能力和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(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn)。嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)都必須精心考慮，力爭(zhēng)在同樣的硅片面積上實(shí)現(xiàn)更高的性能，只有這樣，才能在具體應(yīng)用時(shí)對(duì)處理器的選擇面前更具有競(jìng)爭(zhēng)力。嵌入式處理器要針對(duì)用戶的具體需求，對(duì)芯片配置進(jìn)行裁剪和添加才能達(dá)到理想的性能。由于嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起，具有較長(zhǎng)的生命周期。
5．3 嵌入式處理器軟件的特征
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(duì)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，主要有以下幾點(diǎn)：
（1）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)器芯片或嵌入式微控制器本身中，而不是存貯于磁盤(pán)等載體中。
（2）軟件代碼要求高質(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(xiě)和編譯工具的質(zhì)量要高，以減小程序（未完，下一頁(yè)）
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