計算機嵌入式系統簡介

社會經濟的迅速發展，嵌入式信息技術憑藉其獨特的優點發展迅速，會得到更多的重視，隨着它的技術進步，會帶來巨大的社會效益，對加快社會的進步，加強信息交流有着十分重要的作用，它也在影響着人類的生活。下面讓我們一起來了解了解計算機嵌入式系統：

　　1 嵌入式系統的架構

嵌入式系統通常由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式系統以及用户應用軟件等組成。

從體系結構上看，嵌入式系統的構架一般包括了嵌入式處理器、支撐硬件、嵌入式軟件這三部分。

嵌入式處理器和一些外圍設備構成硬件平台。嵌入式處理器通常是單片機或微控制器。嵌入式應用程序支撐軟件平台。嵌入式軟件包括支撐硬件的驅動程序、操作系統、支撐軟件等。

一般不同的系統需要設計不同的嵌入式應用程序，該程序利用操作系統完成特定功能的嵌入式應用，都運行於操作系統之上。

　　2 嵌入式的系統的分類

實時嵌入系統是為執行特定功能而設計的，在實時系統中，如果系統在指定的時間內未能實現某個確定的任務，則系統被稱為硬實時系統。而在軟實時系統中，雖然響應時間同樣重要，但是超時卻不會導致致命錯誤。當前最常用的嵌入式操作系統可分為:商用系統、專用系統、開放系統。

(1)商用嵌入式操作系統。

商用嵌入式操作系統功能較強大，輔助工具較齊全，可應用的範圍較廣，系統資源相對有限，應用於許多的領域。例:WircroSoft的WindowsCE、中科院的Hopen等。

(2)專用嵌入式操作系統。

專用嵌入式操作系統一般對用户不公開，它是一些專業公司針對該公司的產品所特製的嵌入式操作系統。功能相對較弱，但具有較強的針對性，比普通的`商用嵌入式操作系統更加安全可靠。

(3)開放嵌入式操作系統。

開放嵌入式操作系統是近年來迅速發展的一類操作系統。但開放嵌入式操作系統的功能簡單、技術支持以及系統的穩定性也相對較差，對實時任務有很強的支持能力，能完成多任務並且有較短的，因此對應用系統開發者提出了較高的要求。

　　3 嵌入式系統的特點

(1)系統內核小。

嵌入式系統大多數是應用於小型的電子裝置，系統資源是相對有限的，內核要相對小於傳統的操作系統。

(2)強實時性。

系統和硬件的結合非常緊密，就必須使用多任務的操作系統。嵌入式系統可以沒有操作系統直接在芯片上運行;一般要針對硬件進行系統的移植，即使在同一品牌產品中也需要根據系統硬件的變化和增減不斷進行修改。

(3)專用性強。

嵌入式系統的個性化很強，一般沒有系統軟件和應用軟件的明顯區分，不要求其功能設計及實現上過於複雜，軟件系統和硬件的結合非常緊密，即使在同一系列產品中也需要根據系統硬件的變化不斷的進行修改。

(4)統一的接口。

嵌入式應用軟件的設計者提供統一的服務接口，就必須約定嵌入式系統提供的接口，軟件要求固態存儲，以提高速度;要求高質量和高可靠性。

(5)操作簡便、易學。

嵌入式操作系統所提供的GuI圖形界面，在這些系統中，計算機用於總體控制和監視，而不是對單個設備直接控制。

(6)網絡功能強大。

嵌入式操作系統對TCP/IP等協議都支持，網絡功能很強大為各種移動的計算設備預留接口。

(7)強穩定性。

嵌入式操作系統運行時就不再要求人進行過多的干預，在這種情況下，對系統管理員提出了很高的要求。嵌入式系統中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機本身中。

(8)固化代碼。

在嵌入式系統和具體應用有機地結合在一起，所以EOS的文件管理功能也較容易被拆卸。

　　4 嵌入式系統的發展現狀與趨勢

嵌入式系統的興起是從1971年以第一個微處理器4004開始的，而今微處理器蓬勃發展，正在逐漸地改善着人們的生活。嵌入式系統正從研究的領域向實際的應用領域的發展，出現了各種嵌入式的數碼產品。

未來的嵌入式系統需要提供更強大的網絡服務。要求配備標準的一種或多種網絡通信接口，滿足小型化、低成本、低功耗的優點。選用最佳的編程模型和不斷的改進算法，如JAVA編程模式、優化編譯器性能等。同時可以滿足自然的人機交互界面，如手寫文字輸入、短消息語音發佈、語音識別、語音撥號上網等功能。隨着Internet技術的成熟、帶寬的提高，嵌入式應用的平台也會更加地完善。

　　5 嵌入式系統的實現

(1)主機、目標機的體系結構。

主機、目標機體系結構是把開發工具放在主機上，操作系統的核心模塊放在目標機上，操作系統支持跟蹤調試，在目標機上對操作系統及應用軟件進行運行。可擴展的處理器結構，以能最迅速地開發出滿足應用的最高性能的嵌入式微處理器。

(2)劃分模塊。

在設計嵌入式操作系統時，應該充分的考慮到系統的功能和結構的劃分，增加其適用性和靈活性。當前，增強操作系統的模塊是嵌入式操作系統發展的一個總趨勢。

(3)充分利用現有資源。

由於軟件技術的高度發達，為了減少對操作系統開發的工作量和能源的消耗，可充分利用現有的資源進行設計。嵌入式微處理器必須功耗很低，是用於便攜式的無線及移動的計算和通信設備中靠電池供電嵌入式系統。

(4)制定API標準。

給用户提供標準的、實用的應用程序接口，嵌入式操作系統在系統實時高效性、硬件的相關依賴性、軟件固化以及應用的專用性等方面具有較為突出的特點。