嵌入式技術(shù)的研究發(fā)展現(xiàn)狀

1、嵌入式技術(shù)的研究發(fā)展現(xiàn)狀 嵌入式技術(shù)的研究發(fā)展現(xiàn)狀引言：在現(xiàn)在日益信息化的社會中，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)全面滲透到日常生活的每一個(gè)角落。對于我們每個(gè)人，需要的已經(jīng)不再僅僅是那種放在桌上處理文檔，進(jìn)行工作管理和生產(chǎn)控制的計(jì)算機(jī)“機(jī)器“；各種各樣的新型嵌入式系統(tǒng)設(shè)備在應(yīng)用數(shù)量上已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通用計(jì)算機(jī)，任何一個(gè)普通人可能擁有從大到小的各種使用嵌入式技術(shù)的電子產(chǎn)品，小到 mp3，PDA 等微型數(shù)字化產(chǎn)品，大到網(wǎng)絡(luò)家電，智能家電，車載電子設(shè)備。而在工業(yè)

2、和服務(wù)領(lǐng)域中，使用嵌入式技術(shù)的數(shù)字機(jī)床，智能工具，工業(yè)機(jī)器人，服務(wù)機(jī)器人也將逐漸改變傳統(tǒng)的工業(yè)和服務(wù)方式。一、嵌入式技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)的定義及特點(diǎn)嵌入式技術(shù)是將計(jì)算機(jī)作為一個(gè)信息處理部件,嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中的一種技術(shù),也就是說,它將軟件固化集成到硬件系統(tǒng)中,將硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)一體化。嵌入式具有軟件代碼小、高度自動(dòng)化和響應(yīng)速度快等特點(diǎn),因而進(jìn)入 21 世紀(jì)后其應(yīng)用越來越廣泛,例如,各種家用電器如電冰箱、自動(dòng)洗衣機(jī)、數(shù)字點(diǎn)電視機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等廣

3、泛應(yīng)用這種技術(shù)。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等四個(gè)部分組成，用于實(shí)現(xiàn)對其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。它是計(jì)算機(jī)的一種應(yīng)用形式，通常指埋藏在宿主設(shè)備中的微處理機(jī)系統(tǒng)，此類計(jì)算機(jī)一般不被設(shè)備使用者在意，亦稱埋藏式計(jì)算機(jī)，典型機(jī)種如微控制器、微處理器和 DSP

4、等。嵌入式系統(tǒng)可以稱為后 PC 時(shí)代和后網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的新秀。與傳統(tǒng)的通用計(jì)算機(jī)，數(shù)字產(chǎn)品相比，利用嵌入式技術(shù)的產(chǎn)品有其自己的特點(diǎn)：1、由于嵌入式系統(tǒng)采用的是微處理器，實(shí)現(xiàn)相對單一的功能，采用獨(dú)立的操作系統(tǒng)，所以往往不需要大量的外圍器件。因而在體積上，功耗上有其自身的優(yōu)勢。相比之下，一個(gè)使用 Windows CE 的 PDA，僅靠機(jī)內(nèi)電源就可以使用幾天，而任何一臺筆記本僅僅能夠支持 3 小時(shí)左右。2、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

5、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。由于空間和各種資源相對不足，嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計(jì)，量體裁衣、去除冗余，力爭在同樣的硅片面積上實(shí)現(xiàn)更高的性能，這樣才能在具體應(yīng)用中對處理器的選擇更具有競爭力。3、嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)軟硬件高度結(jié)合的產(chǎn)物。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器芯片或單片機(jī)本身中，而不是存貯于等，這種小型手持嵌入式系統(tǒng)將發(fā)揮巨大的作用。自動(dòng)控制領(lǐng)域，不僅可

6、以用于 ATM機(jī)，自動(dòng)售貨機(jī)，工業(yè)控制等專用設(shè)備，和移動(dòng)通訊設(shè)備結(jié)合、GPS、娛樂相結(jié)合，嵌入式系統(tǒng)同樣可以發(fā)揮巨大的作用。近期長虹推出的 ADSL 產(chǎn)品，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)，控制，信息，這種智能化，網(wǎng)絡(luò)化將是家電發(fā)展的新趨勢。 計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)用以及納米微電子技術(shù)的突破，正有力推動(dòng)著 21 世紀(jì)工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)活動(dòng)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和家庭生活等領(lǐng)域自動(dòng)化和信息化進(jìn)程。全過程自動(dòng)化產(chǎn)品制造、大范圍電子商務(wù)活動(dòng)、高度協(xié)同科學(xué)實(shí)驗(yàn)以及現(xiàn)代化家庭

7、起居，為嵌入式產(chǎn)品造就了嶄新而巨大的商機(jī)。除了溝通信息高速公路的交換機(jī)、路由器和 Modem，構(gòu)建 CIMS所需的 DCS 和機(jī)器人以及規(guī)模較大的家用汽車電子系統(tǒng)。最有量產(chǎn)效益和時(shí)代特征的嵌入式產(chǎn)品應(yīng)數(shù)因特網(wǎng)上的信息家電(Internet Appliances),如 Web 可視電話、Web 游戲機(jī)、Web PDA(俗稱電子商務(wù)、商務(wù)通)、WAP 電話手機(jī)、以及多媒體產(chǎn)品，如STB(電視機(jī)頂盒)、DVD 播放機(jī)、電子閱讀機(jī)。從硬件方面

8、講，不僅有各大公司的微處理器芯片，還有用于學(xué)習(xí)和研發(fā)的各種配套開發(fā)包。目前低層系統(tǒng)和硬件平臺經(jīng)過若干年的研究，已經(jīng)相對比較成熟，實(shí)現(xiàn)各種功能的芯片應(yīng)有盡有。而且巨大的市場需求給我們提供了學(xué)習(xí)研發(fā)的資金和技術(shù)力量。 從軟件方面講，也有相當(dāng)部分的成熟軟件系統(tǒng)。國外商品化的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，已進(jìn)入我國市場的有 WindRiver、Microsoft、QNX 和 Nuclear 等產(chǎn)品。我國自主開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)軟件產(chǎn)品如科銀(CoreTek)

9、公司的嵌入式軟件開發(fā)平DeltaSystem，中科院推出的 Hopen 嵌入式操作系統(tǒng)（雖然還不夠完善） 。同時(shí)由于是研究熱點(diǎn)，所以我們可以在網(wǎng)上找到各種各樣的免費(fèi)資源，從各大廠商的開發(fā)文檔，到各種驅(qū)動(dòng)，程序源代碼，甚至很多廠商還提供微處理器的樣片。這對于我們從事這方面的研發(fā)，無疑是個(gè)資源寶庫。對于軟件設(shè)計(jì)來說，不管是上手還是進(jìn)一步開發(fā)，都相對來說比較容易。這就使得很多生手能夠比較快的進(jìn)入研究狀態(tài)，利于發(fā)揮大家的積極創(chuàng)造性。

10、 控制器(MCU)已經(jīng)在家庭和工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到了應(yīng)用,通稱嵌入式系統(tǒng),因?yàn)橛?jì)算機(jī)芯片是嵌入在有關(guān)的設(shè)備中的,沒有自己獨(dú)立的外殼。目前大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)還處于單獨(dú)應(yīng)用的階段,以 MCU 為核心,與一些監(jiān)測、伺服、指示設(shè)備配合實(shí)現(xiàn)一定的功能。Internet 現(xiàn)已成為社會重要的基礎(chǔ)信息設(shè)施之一,是信息流通的重要渠道,如果嵌入式系統(tǒng)能夠連接到 Internet 上面,則可以方便、低廉地將信息傳送到幾乎世界上的任何一個(gè)地方。隨著嵌入式技術(shù)的不斷