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嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)概述
嵌入式系統(tǒng)是一種專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),作為裝置或設(shè)備的一部分。yjbys小編下面為你整理了關(guān)于嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)概述的文章,希望對(duì)你有所幫助。
1.嵌入式系統(tǒng)的定義與市場(chǎng)前景
嵌入式系統(tǒng)是指以應(yīng)用為中心,以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),軟件硬件可剪裁,適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它主要由嵌入式微處理器、外圍硬設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件等部分構(gòu)成,用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其他設(shè)備的控制、監(jiān)視和管理等功能 。
PC機(jī)主要應(yīng)用在辦公室自動(dòng)化領(lǐng)域,而嵌入式已經(jīng)滲入到人們的工作、生活中,如工業(yè)控制、交通管理、信息家電、家庭智能管理系統(tǒng)、POS網(wǎng)絡(luò)及電子商務(wù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、機(jī)器人等領(lǐng)域 。今天嵌入式系統(tǒng)帶來的工業(yè)年產(chǎn)值已超過了1萬億美元,1997年來自美國(guó)嵌入式系統(tǒng)大會(huì)(Embedded System Conference)的報(bào)告指出,未來5年僅基于嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的全數(shù)字電視產(chǎn)品,就將在美國(guó)產(chǎn)生一個(gè)每年1500億美元的新市場(chǎng)。美國(guó)汽車大王福特公司的高級(jí)經(jīng)理也曾宣稱,“福特出售的‘計(jì)算能力’已超過了IBM”,由此可以想見嵌入式計(jì)算器工業(yè)的規(guī)模和廣度。1998年11月在美國(guó)加州舉行的嵌入式系統(tǒng)大會(huì)上,基于RTOS的Embedded Internet成為一個(gè)技術(shù)新熱點(diǎn)。 美國(guó)著名未來學(xué)家尼葛洛龐帝99年1月訪華時(shí)預(yù)言,4~5年后嵌入式智能(計(jì)算機(jī))工具將是PC和因特網(wǎng)之后最偉大的發(fā)明 。這就是所謂的“后PC時(shí)代”概念。
2.嵌入式系統(tǒng)發(fā)展階段
嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn)至今已經(jīng)30多年的歷史。近幾年來,計(jì)算機(jī)(Computer)、通信(Communication)、消費(fèi)電子(Consumer Electron)的一體化趨勢(shì)日益明顯,成就了3C融合之勢(shì).縱觀其發(fā)展歷程,大致經(jīng)歷了一下幾個(gè)階段。
第一階段是以單芯片為核心的可編程控制器(PLC)形式的系統(tǒng),具有監(jiān)測(cè)、伺服、指示設(shè)備相配合的功能。這類系統(tǒng)大部分應(yīng)用在一些專業(yè)性強(qiáng)的工業(yè)控制系統(tǒng)中,沒有操作系統(tǒng)的支持,只通過匯編語(yǔ)言對(duì)其編程控制。
第二階段是單片機(jī)(又稱微控制器 MCU Microcontroller Unit)為基礎(chǔ),這時(shí)候的編程語(yǔ)言從匯編轉(zhuǎn)變成以C語(yǔ)言為主。這一階段的MCU種類繁多,價(jià)格較低,現(xiàn)在依然發(fā)揮著重要作用。
第三階段是以嵌入式操作系統(tǒng)為標(biāo)志的嵌入式系統(tǒng)。這時(shí)候的單片機(jī)速度越來越快,功能越來越多。這時(shí)候軟件主要運(yùn)行在嵌入式操作系統(tǒng)上。嵌入式操作系統(tǒng)能運(yùn)行各種不同類型的單片機(jī)上,兼容性好;用戶界面較友好,具有大量的應(yīng)用程序接口API,開發(fā)應(yīng)用程序簡(jiǎn)單。
第四階段是以Internet為標(biāo)志的嵌入式系統(tǒng)。隨著Internet的發(fā)展以及Internet技術(shù)與信息家電、控制技術(shù)日益結(jié)合,嵌入式系統(tǒng)通過各種總線形式
3.嵌入式系統(tǒng)的軟件
嵌入式系統(tǒng)的軟件從最初的匯編語(yǔ)言逐漸過度到C高級(jí)語(yǔ)言,到現(xiàn)在最終形成了以操作系統(tǒng),出現(xiàn)了幾十種產(chǎn)品,代表性的有VxWorks、QNX、Nucleus、μC/OS 、Palm OS、Windows CE以及Linux系列。在技術(shù)上有以下特征。
(1)以為新的處理器越來越多,嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更易于移植,以便在短時(shí)間內(nèi)支持多種微處理器。
(2)Linux產(chǎn)品在嵌入式上獲得了廣泛的應(yīng)用。Linux性能穩(wěn)定,裁剪性好,開發(fā)和使用比較容易,適用于多種嵌入式處理器。Linux得到了相當(dāng)廣泛廠商的支持RT-Linux產(chǎn)品也取得了很大的進(jìn)展。在家用電器、工業(yè)控制大有可為 。
4.發(fā)展和應(yīng)用我國(guó)自主的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)
目前,PC機(jī)的架構(gòu)為Wintel所控制、壟斷。在該領(lǐng)域,現(xiàn)在我們沒有主動(dòng)權(quán),創(chuàng)新空間較小,專家估計(jì),十年內(nèi)很難有所突破。而嵌入式系統(tǒng)沒有統(tǒng)一的架構(gòu),軟硬件需要多種多樣的組合,技術(shù)密集,市場(chǎng)容量大。我國(guó)在此領(lǐng)域有無限的創(chuàng)新空間 。例如“星光中國(guó)芯工程”是以數(shù)字多媒體芯片為突破口,第一次將“中國(guó)芯星光一號(hào)”率先打入國(guó)際市場(chǎng)的戰(zhàn)略工程在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位。在該領(lǐng)域已處于領(lǐng)導(dǎo)地位。在操作系統(tǒng)領(lǐng)域,有中軟公司推出的“中軟實(shí)時(shí)嵌入式Linux操作系統(tǒng)”,對(duì)外部中斷可作出微秒級(jí)的響應(yīng),能提供精確的實(shí)時(shí)始終控制,實(shí)時(shí)任務(wù)和線程的并發(fā)操作和同步機(jī)制 。和Internet的結(jié)合越來越密切 。
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