嵌入式系统/ARM技术中的基于嵌入式系统及其平台下学科分工的系统研究

嵌入式系统是一个无限大的空间，不论是嵌入式系统平台构建还是嵌入式系统平台应用，都有无限广阔的发展空间，本文主要介绍嵌入式系统的发展历程、支柱学科，以及嵌入式平台下的学科分工。 　　1、嵌入式系统简史 　　1．1 嵌入式系统的诞生 　　嵌入式系统诞生于微型机时代，经过微型计算机的嵌入式专用化的短暂探索后，便进入到嵌入式系统独立的微控制器发展时代。直接在嵌入式处理器与外围集成电路技术基础上发展的带处理器内核的单片机，即微控制器的智能化电子系统。即便有处理器内核，也是嵌入式处理器而非通用微处理器。下面用图1来解释嵌入式系统不是专用计算机。 　　现代计算机是在微处理器基础上诞生的微型计算机。微 嵌入式系统是一种高度集成的计算系统，设计用于执行特定任务并嵌入到更大的设备或系统中。它们在各种行业中有着广泛的应用，如汽车、家电、医疗设备、通信网络等。嵌入式系统的发展历程可追溯到微型机时代，它们从专用计算机的探索逐渐演变为独立的微控制器技术。 1.1 嵌入式系统的诞生 嵌入式系统起源于微型计算机，最初是作为大型机电设备智能化控制的一种手段。这些早期的嵌入式系统被称为“专用计算机”，因为它们是为特定应用而设计的。然而，工控机和单板机的发展并未完全满足嵌入式应用的需求，如体积小、价格低、高可靠性和与对象系统的良好耦合。随着微控制器的出现，即集成在单一芯片上的微型计算机，如Motorola的6801系列，嵌入式系统开始真正实现了微型化和低成本，但对高可靠性和实时性的追求并未停止。 1.2 专用计算机的失败与微控制器的崛起 专用计算机的发展，包括工控机和单板机，由于无法完全解决嵌入式系统的关键需求，最终被证明是失败的路径。微控制器的诞生，如Intel的MCS-51，标志着嵌入式系统开始走上独立发展的道路。MCS-51具有创新的体系结构，其控制型指令系统和特殊功能寄存器(SFR)管理，奠定了嵌入式系统硬件的基础。同时，像iDCX51这样的实时多任务操作系统也随之出现，以满足嵌入式应用的实时性和其他特性需求。 1.3 嵌入式系统的独立发展道路 微控制器（MCU）时代，嵌入式系统开始注重扩展总线、通信总线、实时性软件、传感器接口、伺服驱动接口、人机接口和通信接口的开发，同时关注低功耗管理和中断系统的设计，以适应各种应用场景的挑战。这一时期，嵌入式系统不再被视为专用计算机的变种，而是形成了自己独特的学科领域和专业技术。 嵌入式系统与ARM技术的结合，使得系统性能更强，功耗更低，进一步推动了物联网(IoT)、智能设备和边缘计算等领域的发展。ARM架构的微处理器在嵌入式系统中广泛应用，因其高效能和低功耗特性，成为许多嵌入式平台的首选。 嵌入式系统是信息技术与各个工程领域紧密结合的产物，它涉及计算机科学、电子工程、自动化控制等多个学科。随着技术的不断进步，嵌入式系统的学科分工越来越细，从硬件设计、软件开发、系统集成到应用领域的专业化，都在不断发展和完善，为实现更高效、智能和定制化的解决方案提供了可能。