第1章嵌入式系統(tǒng)概述-2jm

主講人：趙宏偉學(xué)時(shí)：40

吉林大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

嵌入式系統(tǒng)課程意義課程設(shè)置的必要性：IT應(yīng)用范圍越來(lái)越廣應(yīng)用需求越來(lái)越復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和微處理器技術(shù)快速發(fā)展與Internet結(jié)合的嵌入式技術(shù)成為后PC時(shí)代的發(fā)展核心課程內(nèi)容與目標(biāo)：理解嵌入式系統(tǒng)的概念和基本要素掌握嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)的基本方法實(shí)踐嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目的開發(fā)流程為深入開展嵌入式系統(tǒng)相關(guān)科研項(xiàng)目奠定基礎(chǔ)。參考資料教材：賈智平,張瑞華,嵌入式系統(tǒng)原理與接口技術(shù)（第2版）,清華大學(xué)出版社,2009參考材料：周立功,ARM嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程,北京航空航天大學(xué)出版社,2005杜春雷,ARM體系結(jié)構(gòu)與編程,清華大學(xué)出版社,2003ARMLimited,ARMArchitectureReferenceManual，/ds_395.htm，2006.8.1網(wǎng)絡(luò)資源嵌入式資訊網(wǎng)，/嵌入式365網(wǎng)，/嵌入式聯(lián)盟，/main.asp嵌入式開發(fā)論壇，/bbs/21IC中國(guó)電子網(wǎng)，/深圳市英蓓特信息技術(shù)有限公司嵌入式開發(fā)網(wǎng)，/嵌入式世界網(wǎng)，/

嵌入式控制技術(shù)研究室，/Index.html第1章嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)的基本概念嵌入式系統(tǒng)的分類嵌入式處理器嵌入式系統(tǒng)的組成評(píng)估嵌入式系統(tǒng)處理器的主要指標(biāo)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

1.1嵌入式系統(tǒng)的基本概念1.1.1嵌入式系統(tǒng)的定義嵌入式系統(tǒng)本身是一個(gè)相對(duì)模糊的定義，人們很少會(huì)意識(shí)到他們往往隨身攜帶了好幾個(gè)嵌入式系統(tǒng)——MP3、手機(jī)或者智能卡等，而且人們?cè)谂c汽車、電梯、廚房設(shè)備、電視、錄像機(jī)以及娛樂(lè)設(shè)備的嵌入式系統(tǒng)交互時(shí)也往往對(duì)此毫無(wú)覺(jué)察。正是“看不見”這一特性將嵌入式計(jì)算機(jī)與通用PC計(jì)算機(jī)區(qū)分開來(lái)。嵌入式系統(tǒng)通常用在一些特定專用設(shè)備上，一般情況下這些設(shè)備的硬件資源（如處理器、存儲(chǔ)器等）非常有限，并且對(duì)成本很敏感，有時(shí)對(duì)實(shí)時(shí)響應(yīng)要求很高。嵌入式系統(tǒng)早期主要應(yīng)用于軍事、航空、航天等領(lǐng)域，后來(lái)逐步應(yīng)用到工業(yè)控制、儀器儀表、汽車、電子、通信和家用消費(fèi)類等領(lǐng)域。隨著消費(fèi)家電的智能化，嵌入式系統(tǒng)顯得更加重要。目前，嵌入式系統(tǒng)還沒(méi)有比較權(quán)威、比較統(tǒng)一的定義，人們從不同的角度來(lái)理解嵌入式系統(tǒng)，描述嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)-描述1嵌入式系統(tǒng)被定義為：以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。最常用的描述。嵌入式系統(tǒng)-描述2嵌入式系統(tǒng)是指嵌入式計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用系統(tǒng)，是指嵌入各種設(shè)備及應(yīng)用產(chǎn)品內(nèi)部的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它主要完成信號(hào)控制的功能，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，可作為一個(gè)部件埋藏于所控制的裝置中，它提供用戶接口、管理有關(guān)信息的輸入輸出、監(jiān)控設(shè)備工作，使設(shè)備及應(yīng)用系統(tǒng)有較高智能和性價(jià)比。嵌入性本質(zhì)是將一個(gè)計(jì)算機(jī)嵌入到一個(gè)對(duì)象體系中去，這是理解嵌入式系統(tǒng)的基本出發(fā)點(diǎn)。

嵌入式系統(tǒng)-描述3嵌入式系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)，半導(dǎo)體技術(shù)，微電子技術(shù)，語(yǔ)音圖象數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，甚至傳感器等先進(jìn)技術(shù)和具體應(yīng)用對(duì)象相結(jié)合后的更新?lián)Q代產(chǎn)品，是技術(shù)密集，投資強(qiáng)度大，高度分散，不斷創(chuàng)新的知識(shí)密集型系統(tǒng)。反映當(dāng)代最新技術(shù)的先進(jìn)水平。嵌入式系統(tǒng)-描述4嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)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)。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。占整個(gè)計(jì)算機(jī)行業(yè)90%的PC產(chǎn)業(yè)，其中80%采用Intel的80x86體系結(jié)構(gòu)，芯片基本上出自Intel，AMD等幾家公司。在操作系統(tǒng)和文字處理器方面，Microsoft的Windows及Word占80～90%，憑借操作系統(tǒng)還可以搭配其它應(yīng)用程序。因此當(dāng)代的通用計(jì)算機(jī)工業(yè)的基礎(chǔ)被認(rèn)為是由Wintel（Microsoft和Intel90年代初建立的聯(lián)盟）壟斷的工業(yè)。嵌入式系統(tǒng)-描述5嵌入式系統(tǒng)面向用戶，面向產(chǎn)品，面向應(yīng)用。如果獨(dú)立于應(yīng)用，自行發(fā)展，則會(huì)失去市場(chǎng)。嵌入式處理器的功耗、體積、成本、可靠性、速度、處理能力、電磁兼容性等方面均受到應(yīng)用要求的制約,這也是各個(gè)半導(dǎo)體廠商之間競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn)。嵌入式系統(tǒng)-描述6IEEE（國(guó)際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)）的定義：嵌入式系統(tǒng)是“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機(jī)器和設(shè)備的裝置”。嵌入式系統(tǒng)的理解角度（1）嵌入式系統(tǒng)是面向用戶、面向產(chǎn)品、面向應(yīng)用的，它必須與具體應(yīng)用相結(jié)合才會(huì)具有生命力，才更具有優(yōu)勢(shì)。嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用緊密結(jié)合，具有很強(qiáng)的專用性，必須結(jié)合實(shí)際系統(tǒng)需求進(jìn)行合理的裁剪、利用。（2）嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、電子技術(shù)以及各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物，因此它必然是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識(shí)集成系統(tǒng)。（3）嵌入式系統(tǒng)必須根據(jù)應(yīng)用需求對(duì)軟硬件進(jìn)行裁剪，滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能、可靠性、成本、體積等要求。如果能建立相對(duì)通用的軟硬件基礎(chǔ)，然后在其上開發(fā)出適應(yīng)各種需要的系統(tǒng)，將會(huì)是一種比較好的發(fā)展模式。目前嵌入式系統(tǒng)的核心往往是一個(gè)只有幾KB到幾十KB內(nèi)存的微內(nèi)核，需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行功能擴(kuò)展或者裁剪，而由于微內(nèi)核的存在，使得這種擴(kuò)展或裁剪能夠非常順利地進(jìn)行。嵌入式系統(tǒng)與通用PC對(duì)比特征通用計(jì)算機(jī)嵌入式系統(tǒng)形式和類型看得見的計(jì)算機(jī)。按其體系結(jié)構(gòu)、運(yùn)算速度和結(jié)構(gòu)規(guī)模等因素分為大、中、小型機(jī)和微機(jī)?？床灰姷挠?jì)算機(jī)。形式多樣，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，按應(yīng)用來(lái)分。組成通用處理器、標(biāo)準(zhǔn)總線和外設(shè)。軟件和硬件相對(duì)獨(dú)立。面向應(yīng)用的嵌入式微處理器，總線和外部接口多集成在處理器內(nèi)部。軟件與硬件是緊密集成在一起的。開發(fā)方式開發(fā)平臺(tái)和運(yùn)行平臺(tái)都是通用計(jì)算機(jī)采用交叉開發(fā)方式，開發(fā)平臺(tái)一般是通用計(jì)算機(jī)，運(yùn)行平臺(tái)是嵌入式系統(tǒng)。二次開發(fā)性應(yīng)用程序可重新編制可重新編程，不可重新編程硬件平臺(tái)比較設(shè)備名稱嵌入式系統(tǒng)PCCPUARM、MIPS等Pentium、Athlon等內(nèi)存SDRAM芯片SDRAM、DDR等存儲(chǔ)設(shè)備Flash芯片，CF卡，SD卡，USB硬盤硬盤輸入設(shè)備按鍵、觸摸屏、鼠標(biāo)鼠標(biāo)、鍵盤、麥克等輸出設(shè)備LCD顯示器、打印機(jī)\揚(yáng)聲器聲音設(shè)備音頻芯片聲卡接口COM\USB\網(wǎng)絡(luò)PC104BUS等芯片主板集成其他設(shè)備USB芯片等主板集成或外接卡軟件平臺(tái)比較軟件名稱嵌入式系統(tǒng)PC引導(dǎo)代碼Bootloader主板BIOS操作系統(tǒng)WinCE、Vxworks、Linux，Symbian,Mobile等，需要移植Windows、Linux等，不需要移植驅(qū)動(dòng)程序重新開發(fā)操作系統(tǒng)支持或廠家提供協(xié)議棧需要移植操作系統(tǒng)或第三方提供開發(fā)環(huán)境交叉編譯本機(jī)調(diào)試仿真器需要不需要1.1.2嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展史1．嵌入式應(yīng)用始于微型機(jī)時(shí)代電子數(shù)字計(jì)算機(jī)誕生于1946年，之后始終是供養(yǎng)在特殊的機(jī)房中，屬于大型昂貴設(shè)備。直到20世紀(jì)70年代微處理器的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)才出現(xiàn)了歷史性的變化，并迅速走出機(jī)房。微型機(jī)的智能化水平引起了控制專業(yè)人士的興趣，將微型機(jī)嵌入到一個(gè)對(duì)象體系中，實(shí)現(xiàn)對(duì)象體系的智能化控制。這樣，便產(chǎn)生了新的計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，并對(duì)計(jì)算機(jī)的發(fā)展產(chǎn)生重要影響。嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn)和興起嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn)和興起（1960-1970）：70年代出現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的概念，此時(shí)的嵌入式系統(tǒng)一般不采用操作系統(tǒng)，它們只是實(shí)現(xiàn)某個(gè)控制功能，使用循環(huán)程序處理外界的請(qǐng)求。第一臺(tái)機(jī)載專用數(shù)字計(jì)算機(jī)是奧托內(nèi)蒂克斯公司為美國(guó)海軍艦載轟炸機(jī)“民團(tuán)團(tuán)員”號(hào)研制的多功能數(shù)字分析器(Verdan)。同時(shí)嵌入式計(jì)算機(jī)開始應(yīng)用于工業(yè)控制。1962年一個(gè)美國(guó)乙烯廠實(shí)現(xiàn)了工業(yè)裝置中的第一個(gè)直接數(shù)字控制(DDC)。嵌入式系統(tǒng)開始走向繁榮嵌入式系統(tǒng)開始走向繁榮，軟件和硬件日臻完善（1971-1989）：

C語(yǔ)言使操作系統(tǒng)的開發(fā)變得更加簡(jiǎn)單。從80年代開始，出現(xiàn)了各種各樣的商用嵌入式操作系統(tǒng)。1973年至1977年間各廠家推出了許多8位的微處理器，包括Intel8080/8085，Motorola的6800/6802，Zilog的Z80和Rockwell的6502。微處理器的廣泛應(yīng)用形成了一個(gè)廣闊的嵌入式應(yīng)用市場(chǎng)，計(jì)算機(jī)廠家除了要繼續(xù)以整機(jī)方式向用戶提供工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)外，開始大量地以插件方式向用戶提供OEM產(chǎn)品，再由用戶根據(jù)自己的需要構(gòu)成專用的工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)，嵌入到自己的系統(tǒng)設(shè)備中。80年代初開始出現(xiàn)了一批軟件公司，推出商品化的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和各種開發(fā)工具。嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用走向縱深嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用走向縱深（1990年-現(xiàn)在）：90年代后，以計(jì)算機(jī)和軟件為核心的數(shù)字化技術(shù)取得了迅猛發(fā)展，掀起了一場(chǎng)數(shù)字化技術(shù)革命。進(jìn)入20世紀(jì)90年代,在分布控制、柔性制造、數(shù)字化通信和數(shù)字化家電等巨大需求的牽引下，嵌入式系統(tǒng)的硬件、軟件技術(shù)進(jìn)一步加速發(fā)展、應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、VCD、數(shù)字電視、路由器、交換機(jī)等都是嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品。大多數(shù)豪華轎車每輛擁有約50個(gè)嵌入式微處理器。最新的波音777寬體客機(jī)上約有1000個(gè)微處理器。在不久的將來(lái)，一個(gè)家庭會(huì)有幾十到上百的嵌入式系統(tǒng)?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的兩大分支2．現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的兩大分支通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：

技術(shù)要求：高速、海量的數(shù)據(jù)計(jì)算

技術(shù)發(fā)展方向：總線速度的無(wú)限提升、存儲(chǔ)容量的無(wú)限擴(kuò)大嵌入式系統(tǒng)：

技術(shù)要求：對(duì)象的智能化控制能力

技術(shù)發(fā)展方向：與對(duì)象體系密切相關(guān)的嵌入性能、控制能力與控制的可靠性。早期，將通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行改裝，在大型設(shè)備中實(shí)現(xiàn)嵌入式應(yīng)用。然而，對(duì)于眾多的對(duì)象體系，無(wú)法嵌入通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，況且嵌入式系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展方向完全不同，因此必須獨(dú)立地發(fā)展通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與嵌入式系統(tǒng)，這就形成了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的兩大分支。嵌入式技術(shù)的發(fā)展綜觀嵌入式技術(shù)的發(fā)展，大致經(jīng)歷了4個(gè)階段。第一階段：?jiǎn)涡酒?芯片+匯編程序)第二階段：嵌入式CPU(芯片+簡(jiǎn)單操作系統(tǒng)+C程序)第三階段：嵌入式操作系統(tǒng)(芯片+可裁減操作系統(tǒng)+混合編程)第四階段：Internet技術(shù)與嵌入式技術(shù)融合嵌入式系統(tǒng)發(fā)展--第一階段第一階段(1)核心技術(shù)：以單芯片為核心的可編程控制器系統(tǒng)。(2)操作系統(tǒng)：一般沒(méi)有操作系統(tǒng)的支持。(3)開發(fā)語(yǔ)言：匯編語(yǔ)言程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行直接控制，運(yùn)行結(jié)束后清除內(nèi)存。(4)應(yīng)用：一些專業(yè)性極強(qiáng)的工業(yè)控制系統(tǒng)中。

(5)主要特點(diǎn)：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)單一，處理效率較低，存儲(chǔ)容量較小，用戶接口少。由于這種嵌入式系統(tǒng)使用簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉，當(dāng)時(shí)在國(guó)內(nèi)工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較為普遍，但是已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代化工業(yè)控制和新興的信息家電等領(lǐng)域的需求。嵌入式系統(tǒng)發(fā)展--第二階段第二階段(1)核心技術(shù)：嵌入式CPU。(2)操作系統(tǒng)：簡(jiǎn)單操作系統(tǒng)為核心的嵌入式系統(tǒng)。(3)開發(fā)語(yǔ)言：C語(yǔ)言。(4)應(yīng)用：主要用來(lái)控制系統(tǒng)負(fù)載以及監(jiān)控應(yīng)用程序運(yùn)行。(5)主要特點(diǎn)：CPU種類繁多，通用性比較弱；系統(tǒng)開銷小，效率高；操作系統(tǒng)具有一定的兼容性和擴(kuò)展性；應(yīng)用軟件較專業(yè)，用戶界面不夠友好。嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用語(yǔ)言：據(jù)統(tǒng)計(jì)，在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，最受歡迎的前3種編程語(yǔ)言分別是C(74.6%)、匯編(69.6%)和C++(50.1%)。嵌入式系統(tǒng)發(fā)展--第三階段第三階段(1)核心技術(shù)：以ARM技術(shù)為核心的嵌入式處理器。(2)操作系統(tǒng)：以可裁剪嵌入式操作系統(tǒng)為標(biāo)志的嵌入式系統(tǒng)。(3)開發(fā)語(yǔ)言：EVC，EVB，Java。(4)應(yīng)用：分布控制、柔性制造、數(shù)字化通信和信息家電。

(5)主要特點(diǎn)：嵌入式操作系統(tǒng)能運(yùn)行于各種不同類型的微處理器上，兼容性好；操作系統(tǒng)內(nèi)核精小、效率高，并且具有高度的模塊化和擴(kuò)展性；具備文件和目錄管理、設(shè)備支持、多任務(wù)、網(wǎng)絡(luò)支持、圖形窗口以及用戶界面等功能；具有大量的應(yīng)用程序接口（API），開發(fā)應(yīng)用程序簡(jiǎn)單；嵌入式應(yīng)用軟件豐富。嵌入式系統(tǒng)發(fā)展--第四階段第四階段：以嵌入式Internet為標(biāo)志的嵌入式系統(tǒng)，這是一個(gè)正在迅速發(fā)展的階段。目前大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)還孤立于Internet之外，但隨著Internet的發(fā)展以及Internet技術(shù)與信息家電、工業(yè)控制技術(shù)等結(jié)合日益密切，嵌入式設(shè)備與Internet的結(jié)合將代表著嵌入式技術(shù)的真正未來(lái)。1.1.3嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)1．嵌入式系統(tǒng)通常是面向特定應(yīng)用的嵌入式CPU與通用計(jì)算機(jī)的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在為特定用戶群設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，專用于某個(gè)或少數(shù)幾個(gè)特定的任務(wù)。

2．嵌入式系統(tǒng)功耗低、體積小、集成度高、成本低通用計(jì)算機(jī)有足夠大的內(nèi)部空間，具有良好的通風(fēng)能力，系統(tǒng)中的Pentium或AMD處理器也均配置龐大的散熱片和冷卻風(fēng)扇進(jìn)行系統(tǒng)散熱；而許多嵌入式系統(tǒng)卻沒(méi)有如此充足的電能供應(yīng)，尤其是便攜式嵌入設(shè)備，即使有足夠的電源供應(yīng)，散熱設(shè)備的增加也很不方便。由于空間和各種資源相對(duì)不足，因此在設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)時(shí)應(yīng)盡可能降低功耗。整個(gè)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)有嚴(yán)格的功耗預(yù)算，其硬件和軟件也必須圍繞這種特性高效率地設(shè)計(jì)，量體裁衣、去除冗余，最大限度地降低應(yīng)用成本，力爭(zhēng)在同樣的硅片面積上實(shí)現(xiàn)更高的性能。嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)13．嵌入式系統(tǒng)具有較長(zhǎng)的生命周期嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起，其升級(jí)換代也是和具體的產(chǎn)品同步進(jìn)行，因此嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進(jìn)入市場(chǎng)，便具有較長(zhǎng)的生命周期。4．嵌入式系統(tǒng)具有固化的代碼為了提高執(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)器芯片或單片機(jī)本身中，而不是存儲(chǔ)于磁盤等載體中，系統(tǒng)上電后程序開始執(zhí)行直至系統(tǒng)關(guān)閉，程序是不能被改變的，除非開發(fā)人員采用特定的方法才能對(duì)程序進(jìn)行改進(jìn)并重新寫入系統(tǒng)。所以，可以說(shuō)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用軟件生命周期也和嵌入式產(chǎn)品一樣長(zhǎng)。另外，各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)、產(chǎn)品和通用計(jì)算機(jī)軟件不同，很少發(fā)生突然性跳躍，嵌入式系統(tǒng)中的軟件也因此更強(qiáng)調(diào)可繼承性和技術(shù)銜接性，發(fā)展比較穩(wěn)定。5．嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要專用開發(fā)工具和環(huán)境嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)26．嵌入式系統(tǒng)軟件需要RTOS開發(fā)平臺(tái)通用計(jì)算機(jī)具有完善的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序接口（API），是計(jì)算機(jī)基本組成不可分割的一部分，應(yīng)用程序的開發(fā)以及完成后的軟件都在操作系統(tǒng)平臺(tái)上運(yùn)行，但一般不是實(shí)時(shí)的。嵌入式系統(tǒng)則不同，其應(yīng)用程序可以沒(méi)有操作系統(tǒng)而直接在芯片上運(yùn)行；但是為了合理地調(diào)度多任務(wù)，利用系統(tǒng)資源、系統(tǒng)函數(shù)以及專家?guī)旌瘮?shù)接口，嵌入式系統(tǒng)一般使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS，使系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)約束。用戶必須自行選配RTOS開發(fā)平臺(tái)，這樣才能保證程序執(zhí)行的實(shí)時(shí)性、可靠性，并減少開發(fā)時(shí)間，保障軟件質(zhì)量。7．嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員以應(yīng)用專家為主嵌入式系統(tǒng)要和各個(gè)不同行業(yè)的應(yīng)用相結(jié)合的，要求更多的計(jì)算機(jī)以外的專業(yè)知識(shí)，其開發(fā)人員往往是應(yīng)用領(lǐng)域?qū)＜摇?．嵌入式系統(tǒng)是知識(shí)集成系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)是將計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物，是一門綜合技術(shù)學(xué)科。關(guān)注成本嵌入式系統(tǒng)通常需要注意的成本是系統(tǒng)成本，特別是量大的消費(fèi)類數(shù)字化產(chǎn)品，其成本是產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵因素之一。嵌入式的系統(tǒng)成本包括（研究費(fèi)用+產(chǎn)品化費(fèi)用）：1.一次性的開發(fā)成本NRE2.產(chǎn)品成本：硬件、外殼、包裝和軟件版稅等3.批量產(chǎn)品的總體成本=NRE成本+每個(gè)產(chǎn)品成本×產(chǎn)品總量4.每個(gè)產(chǎn)品的最后成本=總體成本/產(chǎn)品總量=NRE成本/產(chǎn)品總量+每個(gè)產(chǎn)品成本1.2嵌入式系統(tǒng)的分類根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的復(fù)雜程度將其分為4類。1．單個(gè)微處理器這類嵌入式系統(tǒng)一般由單片嵌入式處理器組成，嵌入式處理器上集成了存儲(chǔ)器I/O設(shè)備、接口設(shè)備等。這類系統(tǒng)通常用于小型設(shè)備中，由供應(yīng)商根據(jù)設(shè)備的用途來(lái)設(shè)計(jì)。常用的嵌入式處理器有Philips的LPCxxx系列、Motorola的MC68系列等。2．嵌入式處理器可擴(kuò)展的系統(tǒng)這類嵌入式系統(tǒng)使用的處理器根據(jù)需要可以擴(kuò)展存儲(chǔ)器，也可以使用片上的存儲(chǔ)器，處理器一般容量在64KB左右，字長(zhǎng)為8位或16位。在處理器上擴(kuò)充少量的存儲(chǔ)器和外部接口，便構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)，通常用于過(guò)程控制、位置傳感器及閥門傳動(dòng)器等。3．復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)的嵌入式處理器一般是16位、32位等，用于大規(guī)模的應(yīng)用。由于軟件量大，因此需要擴(kuò)展存儲(chǔ)器。擴(kuò)展存儲(chǔ)器一般在1MB以上，外部設(shè)備接口一般仍然集成在處理器上。常用的嵌入式處理器有ARM系列、Motorola公司的PowerPC系列等。4．在制造或過(guò)程控制中使用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)于這類系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)與儀器、機(jī)械及設(shè)備相連來(lái)控制這些裝置的工作。這類系統(tǒng)包括自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)和自動(dòng)發(fā)貨系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)用于總體控制和監(jiān)視，而不是對(duì)單個(gè)設(shè)備直接控制。1.3嵌入式處理器嵌入式系統(tǒng)硬件核心是嵌入式處理器。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界嵌入式處理器的品種數(shù)量已經(jīng)超過(guò)1000多種，流行體系結(jié)構(gòu)有30多個(gè)，其中8051體系占大多數(shù)。生產(chǎn)8051單片機(jī)的半導(dǎo)體廠家有20多個(gè)，共350多種衍生產(chǎn)品，僅Philips就有近100種。目前嵌入式處理器的尋址空間可以從64KB到256MB，處理速度從0.1MIPS到2000MIPS。近年來(lái)嵌入式微處理器的主要發(fā)展方向是小體積、高性能、低功耗。專業(yè)分工也越來(lái)越明顯，出現(xiàn)了專業(yè)的IP（IntellectualPropertyCore，知識(shí)產(chǎn)權(quán)核）供應(yīng)商，如ARM、MIPS等，他們通過(guò)提供優(yōu)質(zhì)、高性能的嵌入式微處理器內(nèi)核，由各個(gè)半導(dǎo)體廠商生產(chǎn)面向各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的芯片。嵌入式處理器分類嵌入式處理器可以分為四類：嵌入式微處理器EMPU

（EmbeddedMicroprocessorUnit）

嵌入式微控制器EMCU

（EmbeddedMicrocontrollerUnit）

嵌入式數(shù)字信號(hào)處理器EDSP

（EmbeddedDigitalSignalProcessor）

嵌入式片上系統(tǒng)ESoC

（EmbeddedSystemonChip）

嵌入式微處理器EMPU嵌入式微處理器的基礎(chǔ)是通用計(jì)算機(jī)中的CPU，即由通用計(jì)算機(jī)中的CPU演變而來(lái)。與通用計(jì)算機(jī)處理器不同的是，在實(shí)際嵌入式應(yīng)用中，將微處理器裝配在專門設(shè)計(jì)的電路板上，只保留和嵌入式應(yīng)用緊密相關(guān)的母板功能，去除了其他冗余的功能部分，這樣可以大幅度減小系統(tǒng)體積和功耗。為了滿足嵌入式應(yīng)用的特殊要求，嵌入式微處理器雖然在功能上和標(biāo)準(zhǔn)微處理器基本是一樣的，但在工作溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面一般都作了各種增強(qiáng)。和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相比，嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，但是在電路板上必須包括ROM、RAM、總線接口、各種外設(shè)等器件，從而降低了系統(tǒng)的可靠性，技術(shù)保密性也較差。嵌入式微處理器及其存儲(chǔ)器、總線、外設(shè)等安裝在一塊電路板上，稱為單板計(jì)算機(jī)，如STD-BUS、PC104等。近年來(lái)，德國(guó)、日本的一些公司又開發(fā)出了類似火柴盒式、名片大小的嵌入式計(jì)算機(jī)系列OEM產(chǎn)品。嵌入式微處理器目前主要有Am186/88、386EX、SC-400、PowerPC、68000、MIPS、ARM系列等。嵌入式微控制器EMCU嵌入式微控制器又稱單片機(jī)，顧名思義，就是將整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一塊芯片中，這也是目前嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的主流。嵌入式微控制器一般以某一種微處理器內(nèi)核為核心，片上資源比較豐富（芯片內(nèi)部集成有ROM/EPROM、RAM、總線、總線邏輯、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、WatchDog、I/O、串行口、脈寬調(diào)制輸出、A/D、D/A、FlashRAM、EEPROM等各種必要功能和外設(shè)），適合控制，因此稱為微控制器。為適應(yīng)不同的應(yīng)用需求，一般一個(gè)系列的單片機(jī)具有多種衍生產(chǎn)品，每種衍生產(chǎn)品的處理器內(nèi)核都是一樣的，不同的是存儲(chǔ)器和外設(shè)的配置及封裝。這樣可以使單片機(jī)最大限度地和應(yīng)用需求相匹配，功能不多不少，從而減少功耗和成本。和嵌入式微處理器相比，嵌入式微控制器的最大特點(diǎn)是單片化，體積大大減小，從而使功耗和成本下降、可靠性提高。目前嵌入式微控制器的品種和數(shù)量最多，比較有代表性的通用系列包括8051、P51XA、MCS-251、MCS-96/196/296、C166/167、MC68HC××、68300等。另外還有許多半通用系列，如支持USB接口的MCU8XC930/931、C540、C541；支持IIC、CAN-Bus、LCD及眾多專用MCU的兼容系列。目前MCU占嵌入式系統(tǒng)約70%的市場(chǎng)份額。特別值得注意的是，近年來(lái)提供X86微處理器的著名廠商AMD公司將Am186CC/CH/CU等嵌入式處理器稱之為Microcontroller，Motorola公司將以PowerPC為基礎(chǔ)的PPC505和PPC555也列入了單片機(jī)行列，TI公司亦將其TMS320C2XXX系列DSP作為MCU進(jìn)行推廣。嵌入式數(shù)字信號(hào)處理器EDSP嵌入式DSP專門用來(lái)對(duì)離散時(shí)間信號(hào)進(jìn)行極快的處理計(jì)算，提高編譯效率和執(zhí)行速度。在數(shù)字濾波、FFT、譜分析、圖像處理等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。嵌入式DSP處理器有兩個(gè)發(fā)展來(lái)源：一是DSP處理器經(jīng)過(guò)單片化、EMC改造、增加片上外設(shè)成為嵌入式DSP處理器，TI的TMS320C2000/C5000等即屬于此范疇；二是在通用單片機(jī)或SOC中增加DSP協(xié)處理器，例如Intel的MCS-296和Infineon（Siemens）的TriCore。推動(dòng)嵌入式DSP處理器發(fā)展的主要因素是嵌入式系統(tǒng)的智能化，例如各種帶有智能邏輯的消費(fèi)類產(chǎn)品，生物信息識(shí)別終端，帶有加解密算法的鍵盤，ADSL接入、實(shí)時(shí)語(yǔ)音壓解系統(tǒng)，虛擬現(xiàn)實(shí)顯示等。這類智能化算法一般都是運(yùn)算量較大，特別是向量運(yùn)算、指針線性尋址等較多，而這些正是DSP處理器的長(zhǎng)處所在。代表性產(chǎn)品：TI公司的TMS320系列和Motorola公司的DSP56000系列。TMS320系列包括用于控制的C2000系列、移動(dòng)通信的C5000系列，以及性能更高的C6000和C8000系列。Motorola公司在DSP56000系列基礎(chǔ)上推出了DSP56100、DSP56200和DSP56300等多個(gè)不同系列，另外，Philips公司也推出了基于可重置嵌入式DSP結(jié)構(gòu)的、采用低成本、低功耗技術(shù)制造的R.E.A.LDSP處理器，其特點(diǎn)是具備雙Harvard結(jié)構(gòu)和雙乘/累加單元，應(yīng)用目標(biāo)是大批量消費(fèi)類產(chǎn)品。嵌入式片上系統(tǒng)ESoCESoC：在一個(gè)硅片上實(shí)現(xiàn)一個(gè)更為復(fù)雜的系統(tǒng)。SoC是一種基于IP（IntellectualProperty）核的嵌入式系統(tǒng)級(jí)芯片設(shè)計(jì)技術(shù)，它將許多功能模塊集成在一個(gè)芯片上。如ARMRISC、MIPSRISC、DSP或其他的微處理器核心，加上通信的接口單元，例如通用串行端口（USB）、TCP/IP通信單元、GPRS通信接口、GSM通信接口、IEEE1394、藍(lán)牙模塊接口等，這些單元以往都是依照其各自功能做成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的處理芯片。

各種通用處理器內(nèi)核將作為SoC設(shè)計(jì)公司的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，成為VLSI設(shè)計(jì)中一種標(biāo)準(zhǔn)的器件，用標(biāo)準(zhǔn)的VHDL等語(yǔ)言描述。用戶只需定義出整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，仿真通過(guò)后，就可以將設(shè)計(jì)圖交給半導(dǎo)體工廠制作樣品。這樣除個(gè)別無(wú)法集成的器件以外，整個(gè)嵌入式系統(tǒng)大部分均可集成到一塊或幾塊芯片中去，應(yīng)用系統(tǒng)電路板將變得很簡(jiǎn)潔，對(duì)于減小體積和功耗、提高可靠性非常有利。背景：源于微電子技術(shù)的快速發(fā)展。優(yōu)點(diǎn)：利于“減肥”；增加實(shí)時(shí)性；高度集成，增強(qiáng)可靠性1.4嵌入式系統(tǒng)的組成嵌入式系統(tǒng)是面向特定應(yīng)用的。實(shí)際應(yīng)用中，絕大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)是用戶針對(duì)特定任務(wù)而定制的，但就其組成而言，它們一般都是由硬件、軟件以及嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)工具和開發(fā)系統(tǒng)3部分組成的，如圖所示。1．嵌入式系統(tǒng)的硬件嵌入式系統(tǒng)的硬件是以嵌入式處理器為中心，由存儲(chǔ)設(shè)備、I/O設(shè)備、通信接口設(shè)備、擴(kuò)展設(shè)備接口以及電源等必要的輔助接口構(gòu)成。嵌入式系統(tǒng)的硬件主要包括以下幾個(gè)模塊，如圖所示。2．嵌入式系統(tǒng)的軟件嵌入式系統(tǒng)的軟件：由嵌入式操作系統(tǒng)和相應(yīng)的各種應(yīng)用程序構(gòu)成。有時(shí)設(shè)計(jì)人員將這兩種軟件組合在一起，由應(yīng)用程序控制系統(tǒng)的動(dòng)作和行為，而由操作系統(tǒng)控制應(yīng)用程序編程與硬件的交互。

因此，嵌入式系統(tǒng)的軟件包括：

系統(tǒng)軟件：嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)，嵌入式中間件（CORBA、Java）等等

應(yīng)用軟件：嵌入式應(yīng)用軟件手機(jī)軟件，路由器軟件，交換機(jī)軟件，飛控軟件等嵌入式軟件系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)硬件應(yīng)用層驅(qū)動(dòng)層操作系統(tǒng)層中間件層板級(jí)初始化FLASH驅(qū)動(dòng)RTC/定時(shí)器驅(qū)動(dòng)串口驅(qū)動(dòng)以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)LCD驅(qū)動(dòng)鍵盤驅(qū)動(dòng)其他驅(qū)動(dòng)內(nèi)核TCP/IP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)文件系統(tǒng)嵌入式GUI電源管理嵌入式CORBA嵌入式JAVA嵌入式DCOM面向應(yīng)用領(lǐng)域的中間件應(yīng)用任務(wù)1應(yīng)用任務(wù)2……應(yīng)用任務(wù)n……驅(qū)動(dòng)層驅(qū)動(dòng)層程序：嵌入式系統(tǒng)中不可缺少的重要部分，使用任何外部設(shè)備都需要有相應(yīng)驅(qū)動(dòng)層程序的支持。它為上層軟件提供了設(shè)備的操作接口，上層軟件不用理會(huì)設(shè)備的具體內(nèi)部操作，只需調(diào)用驅(qū)動(dòng)層程序提供的接口即可。驅(qū)動(dòng)層程序包括：硬件抽象層HAL、板級(jí)支持包BSP、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。硬件抽象層：硬件抽象層（HardwareAbstractionLayer，HAL）是位于操作系統(tǒng)內(nèi)核與硬件電路之間的接口層，其目的在于將硬件抽象化。也就是說(shuō)，可通過(guò)程序來(lái)控制所有硬件電路如CPU、I/O、Memory等的操作。這樣就使得系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與硬件設(shè)備無(wú)關(guān)，從而大大提高了系統(tǒng)的可移植性。板級(jí)支持包：板級(jí)支持包（BoardSupportPackage，BSP）是介于主板硬件和操作系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)層程序之間的一層，一般認(rèn)為它屬于操作系統(tǒng)的一部分，主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)操作系統(tǒng)的支持，為上層的驅(qū)動(dòng)程序提供訪問(wèn)硬件設(shè)備寄存器的函數(shù)包，使之能夠更好地運(yùn)行于硬件主板。BSP是相對(duì)于操作系統(tǒng)而言的，不同的操作系統(tǒng)對(duì)應(yīng)于不同定義形式的BSP。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序：系統(tǒng)中安裝設(shè)備后，只有在安裝相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序之后才能使用。驅(qū)動(dòng)程序?yàn)樯蠈榆浖峁┝嗽O(shè)備的操作接口，上層軟件只需要調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序提供的接口，而不用理會(huì)設(shè)備內(nèi)部操作。驅(qū)動(dòng)程序的好壞直接影響著系統(tǒng)的性能。BSP的概念BSP簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是一段啟動(dòng)代碼，和計(jì)算機(jī)主板的BIOS差不多，但提供的功能相差很大。BIOS主要負(fù)責(zé)在電腦開啟時(shí)檢測(cè)、初始化系統(tǒng)設(shè)備（設(shè)置棧指針，中斷分配，內(nèi)存初始化..）、裝入操作系統(tǒng)并調(diào)度操作系統(tǒng)向硬件發(fā)出的指令。盡管BSP的開始部分和BIOS所做的工作類似，但是BSP還包含和系統(tǒng)有關(guān)的基本驅(qū)動(dòng)。BIOS程序用戶不能更改，只能對(duì)參數(shù)進(jìn)行修改設(shè)置，但BSP可以修改。BSP的特點(diǎn)：硬件相關(guān)性、操作系統(tǒng)相關(guān)性BSP需要完成兩部分工作：嵌入式系統(tǒng)的初始化、設(shè)備驅(qū)動(dòng)嵌入式系統(tǒng)的初始化過(guò)程：片級(jí)初始化（CPU初始化）、板級(jí)初始化（其他器件初始化、軟件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和參數(shù)）、系統(tǒng)級(jí)初始化（操作系統(tǒng)初始化）。操作系統(tǒng)層操作系統(tǒng)層包括：嵌入式內(nèi)核、嵌入式TCP/IP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、嵌入式文件系統(tǒng)、嵌入式GUI系統(tǒng)和電源管理等部分。其中嵌入式內(nèi)核是基礎(chǔ)和必備的部分，其他部分要根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的需要來(lái)確定。嵌入式操作系統(tǒng)大部分是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）。RTOS是一個(gè)可靠性和可信度很高的實(shí)時(shí)內(nèi)核，它將CPU時(shí)間、中斷、I/O、定時(shí)器等資源都封裝起來(lái)，留給用戶一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的API，并根據(jù)各個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)合理地在不同任務(wù)之間分配CPU時(shí)間。RTOS是針對(duì)不同處理器優(yōu)化設(shè)計(jì)的高效率實(shí)時(shí)多任務(wù)內(nèi)核，一款性能優(yōu)異的、商品化的RTOS可面對(duì)幾十個(gè)系列的嵌入式MPU、MCU、DSP、SoC等提供類同的API接口，這是RTOS基于設(shè)備獨(dú)立的應(yīng)用程序開發(fā)的基礎(chǔ)。RTOS的商品化實(shí)現(xiàn)了操作系統(tǒng)軟件和用戶應(yīng)用軟件的分離，為工程技術(shù)人員開發(fā)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用軟件帶來(lái)了極大的便利，大大縮短了嵌入式系統(tǒng)軟件的開發(fā)周期。中間件層中間件是一種獨(dú)立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，分布式應(yīng)用軟件借助中間件在不同的技術(shù)之間共享資源。通過(guò)中間件，應(yīng)用程序可以工作于多平臺(tái)或OS環(huán)境。

目前在一些復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)中也開始采用中間件技術(shù)。主要包括：嵌入式CORBA、嵌入式Java、嵌入式DCOM和面向應(yīng)用領(lǐng)域的中間件軟件。嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)工具和開發(fā)系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件處于嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品本身之中，開發(fā)工具則獨(dú)立于嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品之外。開發(fā)工具一般用于開發(fā)主機(jī)，包括語(yǔ)言編譯器、連接定位器、調(diào)試器等，這些工具一起構(gòu)成了嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)系統(tǒng)和開發(fā)工具。1.5評(píng)估嵌入式系統(tǒng)處理器的主要指標(biāo)嵌入式領(lǐng)域中有許多用來(lái)分析處理器性能的標(biāo)準(zhǔn)，例如測(cè)量處理器執(zhí)行一段指定程序的速度。1．MIPS測(cè)試基準(zhǔn)計(jì)算在單位時(shí)間內(nèi)各類指令的平均執(zhí)行條數(shù)。2．Dhrystone測(cè)試基準(zhǔn)基準(zhǔn)是個(gè)簡(jiǎn)單的C語(yǔ)言程序，可以被編譯成大約2000條匯編代碼，并且它不使用操作系統(tǒng)提供的服務(wù)功能。3．EEMBC測(cè)試向量更具有實(shí)際價(jià)值的測(cè)試基準(zhǔn)。EEMBC測(cè)試基于每秒鐘算法執(zhí)行的次數(shù)和編譯代碼大小的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。EEMBC發(fā)展勢(shì)頭很好，并有可能成為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員進(jìn)行處理器和編譯器性能比較的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。需要說(shuō)明的是，雖然某些定量指標(biāo)能夠幫助評(píng)價(jià)不同的嵌入式處理器，但是一次詳盡的分析比較仍然非常重要。這些需要仔細(xì)衡量的因素包括性能分析、功耗和效率分析、開發(fā)工具支持以及價(jià)格（必須從設(shè)備和系統(tǒng)角度全面考慮）。1.6嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用國(guó)防工業(yè)、軍事工業(yè)、兵器工業(yè)：各種武器控制（火炮控制、導(dǎo)彈控制、智能炸彈制導(dǎo)引爆裝置）、坦克、艦艇、轟炸機(jī)等陸?？崭鞣N軍用電子裝備，雷達(dá)、電子對(duì)抗軍事通信裝備，野戰(zhàn)指揮作戰(zhàn)用各種專用設(shè)備等。我國(guó)嵌入式計(jì)算機(jī)最早用于導(dǎo)彈控制。嵌入式系統(tǒng)主要應(yīng)用領(lǐng)域2信息家電、民用設(shè)備：各種信息家電產(chǎn)品，如數(shù)字電視機(jī)、機(jī)頂盒，數(shù)碼相機(jī)，VCD、DVD音響設(shè)備，可視電話，家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，洗衣機(jī)，網(wǎng)絡(luò)冰箱，網(wǎng)絡(luò)空調(diào)，智能玩具，其他消費(fèi)類電子產(chǎn)品等。嵌入式系統(tǒng)主要應(yīng)用領(lǐng)域3工業(yè)：各種智能測(cè)量?jī)x表、智能卡、數(shù)控裝置、可編程控制器、控制機(jī)、分布式控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線儀表及控制系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、智能機(jī)器人、智能傳感器、機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)備、車載導(dǎo)航器、汽車電子設(shè)備、車輛與交通工程等。嵌入式系統(tǒng)主要應(yīng)用領(lǐng)域4商業(yè)：各類收款機(jī)、電子秤、條形碼閱讀機(jī)、商用終端、銀行點(diǎn)鈔機(jī)、IC卡輸入設(shè)備、取款機(jī)、自動(dòng)柜員機(jī)、自動(dòng)服務(wù)終端、防盜系統(tǒng)、各種銀行專業(yè)外圍設(shè)備、智能金融器具、遠(yuǎn)程教育。嵌入式系統(tǒng)主要應(yīng)用領(lǐng)域5辦公自動(dòng)化：復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)、掃描儀、其他計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、掌上電腦、激光照排系統(tǒng)、安全監(jiān)控設(shè)備、媒體手機(jī)、移動(dòng)電話、尋呼機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理（PDA）、變頻空調(diào)設(shè)備、通信終端、程控交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（路由器、交換機(jī)、Webserver、網(wǎng)絡(luò)接入盒等）、網(wǎng)絡(luò)工程、錄音錄象及電視會(huì)議設(shè)備、數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)等。嵌入式系統(tǒng)主要應(yīng)用領(lǐng)域6醫(yī)療保健設(shè)備：各種醫(yī)療電子儀器，X光機(jī)、超聲診斷儀、計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)、心臟起博器、監(jiān)護(hù)儀、輔助診斷系統(tǒng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、專家系統(tǒng)等。其他領(lǐng)域：農(nóng)業(yè)技術(shù)、光學(xué)系統(tǒng)、氣象預(yù)報(bào)、衛(wèi)星通信網(wǎng)、數(shù)字通信、移動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)、語(yǔ)音處理。汽車電子控制示例汽車總成嵌入式系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU硬件原理發(fā)動(dòng)機(jī)ECUCAN控制器信號(hào)調(diào)理電路CAN控制器CAN控制器HSI80C196噴油量計(jì)算噴油正時(shí)計(jì)算故障檢測(cè)通訊程序EGR控制計(jì)算4DE2柴油機(jī)冷卻液溫度燃油溫度機(jī)油溫度大氣壓力進(jìn)氣管壓力進(jìn)氣溫度機(jī)油壓力腳踏板傳感器起動(dòng)開關(guān)巡航開關(guān)功率/經(jīng)濟(jì)故障運(yùn)行診斷儀接口儀表板標(biāo)定系統(tǒng)其他ECU脈沖信號(hào)車速傳感器噴油泵ECU故障報(bào)警電控EGR巡航指示啟動(dòng)預(yù)熱機(jī)油報(bào)警數(shù)字信號(hào)CAN控制器CAN控制器油耗顯示數(shù)字信號(hào)CAN控制器AMT控制原理機(jī)械動(dòng)作電信號(hào)聲音感覺(jué)感覺(jué)駕駛員車速車輛換擋手柄和加速踏板環(huán)境換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)變速器離合器供油控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)ECU發(fā)動(dòng)機(jī)供油系統(tǒng)AMT系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)太空艙智能椅機(jī)器人仿生魚電源子系統(tǒng)CPLD脈寬調(diào)制系統(tǒng)單片機(jī)伺服電機(jī)組仿水魚外皮魚體骨架小魚子系統(tǒng)的實(shí)物圖智能家居系統(tǒng)創(chuàng)意設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)熱點(diǎn)11．嵌入式支撐軟件嵌入式瀏覽器嵌入式多媒體套件嵌入式GUI嵌入式中文系統(tǒng)嵌入式應(yīng)用套件嵌入式Java嵌入式無(wú)線通訊軟件嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)熱點(diǎn)22．嵌入式語(yǔ)音芯片嵌入式語(yǔ)音芯片基于嵌入式操作系統(tǒng)，采用語(yǔ)音識(shí)別和語(yǔ)音合成、語(yǔ)音學(xué)和文本處理等技術(shù)。

應(yīng)用場(chǎng)合：手持設(shè)備、智能家電玩具（聲控玩具、仿真寵物）車載通信設(shè)備移動(dòng)通信設(shè)備嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)熱點(diǎn)33．嵌入式人機(jī)界面技術(shù)

嵌入式設(shè)備之所以為千家萬(wàn)戶所接受，重要因素之一是它們與使用者之間的親和力，自然的人機(jī)交互界面，如司機(jī)操縱高度自動(dòng)化的汽車主要還是通過(guò)習(xí)慣的方向盤、腳踏板和操縱桿。人們與信息終端交互是通過(guò)GUI屏幕。該項(xiàng)研究?jī)?nèi)容還包括：手寫文字輸入、語(yǔ)音撥號(hào)上網(wǎng)、收發(fā)電子郵件、彩色圖形圖像處理。嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)熱點(diǎn)44．汽車電子技術(shù)汽車電子應(yīng)用包括四部份：

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制：限速控制，燃料噴注控制

汽車舒適裝置：遙控防盜系統(tǒng)，自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)，影音播放系統(tǒng)，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

汽車操控和制動(dòng)：剎車防抱死系統(tǒng)(ABS)，防滑系統(tǒng)(ASR)，電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ESP)

汽車總成控制：完成整車的優(yōu)化控制汽車的控制單元較多，采用的嵌入式微控制器各不相同，但都要求符合工業(yè)規(guī)格，能適應(yīng)汽車工作的惡劣環(huán)境，包括高溫、電源干擾、可靠度等。嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)熱點(diǎn)55．與Internet相結(jié)合---物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)的未來(lái)將向多媒體化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。將進(jìn)一步緊密結(jié)合Internet和采用藍(lán)牙技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。在智能化方面，基于知識(shí)的嵌入式系統(tǒng)也將是一個(gè)發(fā)展方向。1.7嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的發(fā)展：軍用、民用兩方面。軍用：20世紀(jì)的前沿要屬精確制導(dǎo)武器，21世紀(jì)的發(fā)展可能就是微型化武器，軍用嵌入式系統(tǒng)將在實(shí)時(shí)性、小型化與規(guī)模上發(fā)展到一個(gè)嶄新的階段。民用：相當(dāng)廣泛，幾乎涉及現(xiàn)代生活的每一個(gè)方面。嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)11．需要強(qiáng)大的硬件