嵌入式的系统应用和发展趋势。
班级：09电子信息工程2班。
组员：刘奥（09700226）
刘扬（09700227）
何翔（09700228）
指导老师：赵洁。
计算机与信息工程学院
2024年11月20日。
嵌入式系统（embedded system），是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”，根据英国电器工程师协（ of electrical engineer）的定义，嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。与个人计算机这样的通用计算机系统不同，嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务，设计人员能够对它进行优化，减小尺寸降低成本。
由于嵌入式系统通常进行大量生产。所以单个的成本节约，能够随着产量进行成百上千的放大。嵌入式系统的核心是由一个或几个预先编程好以用来执行少数几项任务的微处理器或者单片机组成。
与通用计算机能够运行用户选择的软件不同，嵌入式系统上的软件通常是暂时不变的；所以经常称为“固件”。国内普遍认同的嵌入式系统定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。
嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的，它必须与具体应用相结合才会具有生命力、才更具有优势。因此可以这样理解上述三个面向的含义，即嵌入式系统是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的裁减利用。
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和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。所以，介入嵌入式系统行业，必须有一个正确的定位。例如palm之所以在pda领域占有70%以上的市场，就是因为其立足于个人电子消费品，着重发展图形界面和多任务管理；而风河的vxworks之所以在火星车上得以应用，则是因为其高实时性和高可靠性。
嵌入式系统必须根据应用需求对软硬件进行裁剪，满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。所以，如果能建立相对通用的软硬件基础，然后在其上开发出适应各种需要的系统，是一个比较好的发展模式。目前的嵌入式系统的核心往往是一个只有几k到几十k微内核，需要根据实际的使用进行功能扩展或者裁减，但是由于微内核的存在，使得这种扩展能够非常顺利的进行。
实际上，嵌入式系统本身是一个外延极广的名词，凡是与产品结合在一起的具有嵌入式特点的控制系统都可以叫嵌入式系统，而且有时很难以给它下一个准确的定义。现在人们讲嵌入式系统时，某种程度上指近些年比较热的具有操作系统的嵌入式系统，本文在进行分析和展望时，也沿用这一观点。
一般而言，嵌入式系统的构架可以分成四个部分：处理器、存储器、输入输出（i/o）和软件（由于多数嵌入式设备的应用软件和操作系统都是紧密结合的，在这里我们对其不加区分，这也是嵌入式系统和一般的pc操作系统的最大区别）从20世纪七十年代单片机的出现到各式各样的嵌入式微处理器，微控制器的大规模应用，嵌入式系统已经有了近30年的发展历史。嵌入式系统的出现最初是基于单片机的。
70年代单片机的出现，使得汽车、家电、工业机器、通信装置以及成千上万种产品可以通过内嵌电子装置来获得更佳的使用性能：更容易使用、更快、更便宜。这些装置已经初步具备了嵌入式的应用特点，但是这时的应用只是使用8位的芯片，执行一些单线程的程序，还谈不上“系统”的概念。
最早的单片机是intel公司的 8048，它出现在2024年。motorola同时推出了68hc05，zilog公司推出了z80系列，这些早期的单片机均含有节的ram、4k的rom、4 个8位并口、1个全双工串行口、两个16位定时器。之后在80年代初，intel又进一步完善了8048，在它的基础上研制成功了8051，这在单片机的历史上是值得纪念的一页，迄今为止，51系列的单片机仍然是最为成功的单片机芯片，在各种产品中有着非常广泛的应用。
从80年代早期开始，嵌入式系统的程序员开始用商业级的“操作系统”编写嵌入式应用软件，这使得可以获取更短的开发周期，更低的开发资金和更高的开发效率，“嵌入式系统”真正出现了。确切点说，这个时候的操作系统是一个实时核，这个实时核包含了许多传统操作系统的特征，包括任务管理、任务间通讯、同步与相互排斥、中断支持、内存管理等功能。其中比较著名的有ready system 公司的vrtx、integrated system incorporation (isi)的psos和img的vxworks、qnx公司的qnx 等。
这些嵌入式操作系统都具有嵌入式的典型特点：它们均采用占先式的调度，响应的时间很短，任务执行的时间可以确定；系统内核很小，具有可裁剪，可扩充和可移植性，可以移植到各种处理器上；较强的实时和可靠性，适合嵌入式应用。这些嵌入式实时多任务操作系统的出现，使得应用开发人员得以从小范围的开发解放出来，同时也促使嵌入式有了更为广阔的应用空间。
90年代以后，随着对实时性要求的提高，软件规模不断上升，实时核逐渐发展为实时多任务操作系统（rtos），并作为一种软件平台逐步成为目前国际嵌入式系统的主流。这时候更多的公司看到了嵌入式系统的广阔发展前景，开始大力发展自己的嵌入式操作系统。除了上面的几家老牌公司以外，还出现了palm os，wince，嵌入式linux，lynx，nucleux，以及国内的hopen，delta os等嵌入式操作系统。
随着嵌入式技术的发展前景日益广阔，相信会有更多的嵌入式操作系统软件出现。
嵌入式系统是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在rom中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是是由单个程序实现整个控制逻辑。
嵌入式系统技术具有非常广阔的应用前景，其应用领域可以包括：
工业控制：基于嵌入式芯片的工业自动化设备将获得长足的发展，目前已经有大量的 位嵌入式微控制器在应用中，网络化是提高生产效率和产品质量、减少人力资源主要途径，如工业过程控制、数字机床、电力系统、电网安全、电网设备监测、石油化工系统。就传统的工业控制产品而言，低端型采用的往往是8位单片机。
但是随着技术的发展，32位、64位的处理器逐渐成为工业控制设备的核心，在未来几年内必将获得长足的发展。交通管理：在车辆导航、流量控制、信息监测与汽车服务方面，嵌入式系统技术已经获得了广泛的应用，内嵌gps模块，gsm模块的移动定位终端已经在各种运输行业获得了成功的使用。
目前gps设备已经从尖端产品进入了普通百姓的家庭，只需要几千元，就可以随时随地找到你的位置。信息家电：这将称为嵌入式系统最大的应用领域，冰箱、空调等的网络化、智能化将引领人们的生活步入一个崭新的空间。
即使你不在家里，也可以通过**线、网络进行远程控制。在这些设备中，嵌入式系统将大有用武之地。家庭智能管理系统水、电、煤气表的远程自动抄表，安全防火、防盗系统，其中嵌有的专用控制芯片将代替传统的人工检查，并实现更高，更准确和更安全的性能。
目前在服务领域，如远程点菜器等已经体现了嵌入式系统的优势。pos网络及电子商务：公共交通无接触智能卡(contactless smartcard, csc)发行系统，公共**卡发行系统，自动售货机，各种智能atm终端将全面走入人们的生活，到时手持一卡就可以行遍天下。
环境工程与自然：水文资料实时监测，防洪体系及水土质量监测、堤坝安全，**监测网，实时气象信息网，水源和空气污染监测。在很多环境恶劣，地况复杂的地区，嵌入式系统将实现无人监测。
机器人：嵌入式芯片的发展将使机器人在微型化，高智能方面优势更加明显，同时会大幅度降低机器人的**，使其在工业领域和服务领域获得更广泛的应用。
这些应用中，可以着重于在控制方面的应用。就远程家电控制而言，除了开发出支持tcp/ip的嵌入式系统之外，家电产品控制协议也需要制订和统一，这需要家电生产厂家来做。同样的道理，所有基于网络的远程控制器件都需要与嵌入式系统之间实现接口，然后再由嵌入式系统来控制并通过网络实现控制。
所以，开发和**嵌入式系统有着十分重要的意义。
随着信息化，智能化，网络化的发展，嵌入式系统技术也将获得广阔的发展空间。美国著名未来学家尼葛洛庞帝99年1月访华时预言，4～5年后嵌入式智能（电脑) 工具将是pc和因特网之后最伟大的发明。我国著名嵌入式系统专家沈绪榜院士98年11月在武汉全国第11次微机学术交流会上发表的《计算机的发展与技术》一文中，对未来10年以嵌入式芯片为基础的计算机工业进行了科学的阐述和展望。
2024年世界电子产品产值已超过12000亿美元，2024年达到13000亿美元，预计2024年，销售额将达18000亿美元。进入20世纪90年代，嵌入式技术全面展开，目前已成为通信和消费类产品的共同发展方向。在通信领域，数字技术正在全面取代模拟技术。
在广播电视领域，美国已开始由模拟电视向数字电视转变，欧洲的dvb（数字电视广播）技术已在全球大多数国家推广。数字音频广播（dab）也已进入商品化试播阶段。而软件、集成电路和新型元器件在产业发展中的作用日益重要。
所有上述产品中，都离不开嵌入式系统技术。象前途无可计量的维纳斯计划生产机顶盒，核心技术就是采用32位以上芯片级的嵌入式技术。在个人领域中，嵌入式产品将主要是个人商用，作为个人移动的数据处理和通讯软件。
由于嵌入式设备具有自然的人机交互界面，gui屏幕为中心的多**界面给人很大的亲和力。手写文字输入、语音拨号上网、收发电子邮件以及彩色图形、图像已取得初步成效。目前一些先进的pda在显示屏幕上已实现汉字写入、短消息语音发布，日用范围也将日益广阔。
对于企业专用解决方案，如物流管理、条码扫描、移动信息采集等，这种小型手持嵌入式系统将发挥巨大的作用。自动控制领域，不仅可以用于atm机，自动售货机，工业控制等专用设备，和移动通讯设备结合、gps、娱乐相结合，嵌入式系统同样可以发挥巨大的作用。近期长虹推出的adsl产品，结合网络，控制，信息，这种智能化，网络化将是家电发展的新趋势。
硬件方面，不仅有各大公司的微处理器芯片，还有用于学习和研发的各种配套开发包。目前低层系统和硬件平台经过若干年的研究，已经相对比较成熟，实现各种功能的芯片应有尽有。而且巨大的市场需求给我们提供了学习研发的资金和技术力量。
从软件方面讲，也有相当部分的成熟软件系统。国外商品化的嵌入式实时操作系统，已进入我国市场的有windriver、microsoft、qnx和nuclear等产品。我国自主开发的嵌入式系统软件产品如科银(coretek)公司的嵌入式软件开发平台deltasystem，中科院推出的hopen嵌入式操作系统（虽然还不够完善）。
同时由于是研究热点，所以我们可以在网上找到各种各样的免费资源，从各大厂商的开发文档，到各种驱动，程序源**，甚至很多厂商还提供微处理器的样片。这对于我们从事这方面的研发，无疑是个资源宝库。对于软件设计来说，不管是上手还是进一步开发，都相对来说比较容易。
这就使得很多生手能够比较快的进入研究状态，利于发挥大家的积极创造性。今天嵌入式系统带来的工业年产值已超过了1万亿美元，2024年来自美国嵌入式系统大会(embedded system conference)的报告指出，未来5年仅基于嵌入式计算机系统的全数字电视产品，就将在美国产生一个每年1500亿美元的新市场。美国汽车大王福特公司的高级经理也曾宣称，“福特**的‘计算能力’已超过了ibm”，由此可以想见嵌入式计算机工业的规模和广度。
2024年11月在美国加州举行的嵌入式系统大会上，基于rtos的embedded internet成为一个技术新热点。
嵌入式大作业
黑龙江科技学院。计算机与信息工程学院。嵌入式大作业。专业班级学号。成绩。姓名教师。2010年12月24日。前导问题 1.选a，完全独立完成2.一 基础问题。1.答 嵌入式系统是指用于执行独立功能的专用计算机系统，作为装置或设备的一部分。嵌入式系统通常由嵌入式微处理器 嵌入式操作系统 应用软件和外围设...
嵌入式大作业
一。简述jtag接口在嵌入式开发中的作用？1关于jtag jtag joint test action group，联合测试行动小组 是一种国际标准测试协议，主要用于芯片内部测试及对系统进行 测试。jtag技术是一种嵌入式调试技术，它在芯片内部封装了专门的测试电路tap test access po...
嵌入式大作业
无线数字水文数据采集器。一 引言。传统的数据采集系统由于存在响应慢 精度低 可靠性差 效率低 操作繁琐等弊端，已经不能完全适应现代化工业的高速发展。随着嵌入式技术的迅猛发展，设计高速度 高效。率 低成本 高可靠性 操作方便的数据采集系统成为当务之急。而现在的 arm 处理器不但便宜而且性能较传统的 ...