浅谈嵌入式系统的发展现状和趋势

"浅谈嵌入式系统的发展现状和趋势" 嵌入式系统作为计算机应用的一个重要领域，已深入到电子、自动控制领域等各个方面。本文首先介绍了嵌入式系统的分类以及特点等，论述了嵌入式系统当前发展的现状，并详细阐述了嵌入式发展的历程。 一、嵌入式系统的定义 嵌入式系统(ES)是计算机技术、通信技术、半导体技术、微电子技术、语音图象数据传输技术，甚至传感器等先进技术和具体应用对象相结合后的更新换代产品。因此往往是技术密集、投资强度大、高度分散、不断创新的知识密集型系统。 二、嵌入式系统的分类 根据其发展现状，嵌入式计算机可以分成以下几类： 1.单个微处理器：这类系统可以在小型设备中(如温度传感器、烟雾和气体探测器及断路器)找到。这类设备是供应商根据设备的用途来设计的，这类设备受Y2K影响的可能性不大。 2.不带计时功能的微处理器装置：这类系统可在过程控制、信号放大器、位置传感器及阀门传动器等中找到。这类设备也不太可能受到Y2K的影响。但是，如果它依籁于一个内部操作时钟，那么这个时钟可能受Y2K问题的影响。 3.带计时功能的组件：这类系统可见于开关装置、控制器、电话交换机、电梯、数据采集系统、医药监视系统、诊断及实时控制系统等。它们是一个大系统的局部组件，由它们的传感器收集数据并传递给该系统。 4.在制造或过程控制中使用的计算机系统：对于这类系统，计算机与仪器、机械及设备相连来控制这些装置的工作。这类系统包括自动仓储系统和自动发货系统。在这些系统中，计算机用于总体控制和监视，而不是对单个设备直接控制。 三、嵌入式系统的特点 嵌入式计算机系统同通用型计算机系统相比具有以下特点： 1.嵌入式系统通常是面向特定应用的嵌入式CPU与通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中，它通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，移动能力大大增强，跟网络的耦合也越来越紧密。 2.嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。 3.嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁农、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性自邕这样才能在具体应用中对处理器的选择更具有竞争力。 4.嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行，因此嵌入式系统产品一旦进入市场，具有较长的生命周期。 四、嵌入式系统的发展历程 纵观嵌入式系统的发展历程，大致经历了以下四个阶段： 1.无操作系统阶段：嵌入式系统最初的应用是基于单片机的，大多以可编程控制器的形式出现，具有监测、伺服、设备指示等功能，通常应用于各类工业控制和飞机、导弹等武器装备中，一般没有操作系统的支持，只能通过汇编语言对系统进行直接控制，运行结束后再清除内存。 2.简单操作系统阶段：20世纪80年代，随着微电子工艺水平的提高，IC制造商开始把嵌入式应用中所需要的微处理器、I/O接口、串行接口以及RAM、ROM(等部件统统集成到一片VLSI中，制造出面向I/O设计的微控制器，并一举成为嵌入式系统领域中异军突起的新秀。与此同时，嵌入式系统的程序员也开始基于一些简单的“操作系统”开发嵌入式应用软件，大大缩短，开发周期、提高了开发效率。 3.实时操作系统阶段：20世纪90年代，在分布控制、柔性制造、数字化通信和信息家电等巨大需求的牵引下，嵌入式系统进步飞速发展，而面向实时信号处理算法的DSP产品则向着高速度、高精度、低功耗等方向发展。 嵌入式系统的发展历程经历了从无操作系统到简单操作系统再到实时操作系统三个阶段，其发展趋势也将继续朝着更高效、更智能、更网络化的方向发展。