目前,在嵌入式系统应用领域中,但是这个概念并非新近才出现。从20世纪七十年代单片机的出现到今天各式各样的嵌入式微处理器,微控制器的大规模应用,嵌入式系统已经有了近30年的发展历史。
嵌入式系统诞生于微型机时代,嵌入式系统的嵌入性本质是将一个计算机嵌入到一个对象体系中去,这些是理解嵌入式系统的基本出发点。由于嵌入式计算机系统要嵌入到对象体系中,实现的是对象的智能化控制,因此,它有着与通用计算机系统完全不同的技术要求与技术发展方向。
嵌入式系统是一种专门设计用于特定用途的计算机系统,它被集成到更广阔的实体系统之中,以实现对象的智能化控制。这种系统自20世纪70年代随着单片机的出现而诞生,至今已有约30年的发展历程。与通用计算机系统追求高速计算和大量数据处理不同,嵌入式系统注重的是对象的智能控制、嵌入性能、控制能力和可靠性。它的发展趋势是单芯片化,将计算能力与对象系统紧密结合。
中国对嵌入式系统的定义是:以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪的专用计算机系统,适用于对功能、可靠性、成本、体积和功耗有严格要求的场合。一个完整的嵌入式系统通常包括嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户应用程序四大部分,用于控制、监视或管理其他设备。
嵌入式计算机系统由硬件层、中间层(硬件抽象层或BSP)、系统软件层组成。硬件层主要包括微处理器、存储器、通用接口和I/O接口等。中间层作为软件层和硬件层之间的桥梁,确保软件开发与硬件细节分离。系统软件层则涉及实时操作系统、文件系统、GUI、网络系统和通用组件模块,为应用软件开发提供基础。
嵌入式系统在各个领域的应用广泛,尤其在工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能系统、POS网络、电子商务、环境工程、自然系统监控和机器人技术等方面发挥着重要作用。机电产品是嵌入式系统应用的重要领域,从最初的单片机到现在的工控机和SOC,嵌入式技术在这些产品中的应用日益普遍。
开发和研究嵌入式系统不仅对于提高产品性能和智能化程度至关重要,也是推动物联网、智能家居和工业4.0等前沿技术发展的关键。随着科技的进步,嵌入式系统将在更多领域找到新的应用空间,持续推动社会的智能化进程。