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嵌入式系统概论 学校： 学院： 专业： 学号： 姓名： 嵌入式系统（Embedded System）经过几十年的发展，已经渗透到生活中的每个角落，因此嵌入式系统也是当今最热门的概念之一。目前，国内对嵌入式系统普遍认同的定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。 简而言之，嵌入式系统是面向具体对象，嵌入到对象体系中实现数据采集、处理与控制等功能的专用计算机系统。 嵌入式系统的发展历史 嵌入式系统发展到今天已有几十年的历史，可以将其历程大致划分为四个阶段。 第一阶段大致在20世纪70年代前后，可以看成是嵌入式系统的萌芽阶段。这一阶段的嵌入式系统是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统，同时具有与监测、伺服、指示设备相配合的功能。这种系统主要应用于专业性极强的工业控制系统中，一般没有操作系统的支持，用过汇编语言编程对系统进行直接控制，运行结束后清除内存。由于简单、低成本的特点，这种嵌入式系统在现在的应用领域仍大量使用，但它已经远不能适应高效的、需要大容量存储的现代工业控制和新兴信息家电等领域的需求。 第二阶段是以嵌入式微处理器为基础，以简单操作系统为核心的嵌入式系统。此阶段系统的主要特点是微处理器种类繁多，通用性比较弱；系统开销小，效率高；高端应用所需的操作系统已经具有一定的实时性、兼容性和扩展性；应用软件较为专业化，但用户界面不够友好。 第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统，也是嵌入式应用开始普及的阶段。这一阶段系统的主要特点是嵌入式操作系统能运行于各种不同类型的微处理器上，兼容性好；操作系统内核经销、效率高，并且具有高度的模块化和扩展性；具备文件和目录管理、设备支持、多任务、网络支持、图形窗口以及用户界面等功能；具有大量的应用程序接口（API）,开发应用程序简单；嵌入式应用软件丰富。 第四阶段是以基于Internet为标志的嵌入式系统，这是一个正在迅速发展的阶段。目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外、但随着Internet的发展以及Internet技术与信息家电、工业控制技术等日益密切的结合，嵌入式设备与Internet的结合将代表着嵌入式技术的真正未来。 嵌入式系统的组成 嵌入式系统由硬件和软件两大部分组成的。硬件是整个系统的物理基础，它提供软件运行平台和通信接口；软件用于控制系统的运行。 嵌入式系统的硬件可以分为三部分，即微处理器、外围电路和外部设备，如图1.1所示。微处理器是嵌入式硬件系统的核心部件，它负责控制整个嵌入式系统的执行。外围电路的功能是与微处理器一起组成一个最小系统。外围电路包括嵌入式系统的内存、I/O端口、复位电路、时钟电路和电源等。外部设备是指必须通过接口电路才能与微处理器进行通信的设备。它也是嵌入式系统与真实环境交互的接口，它包括USB（通用串行总线）、扩展存储（如Flash、Card）、键盘、鼠标、LCD（液晶显示）等。 嵌入式系统的软件结构可分为四个层次，即板级支持包（BSP）、实时操作系统（RTOS）、应用编程接口（API）和应用程序，如图1.2所示 嵌入式系统的主要应用 1．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8、16、32 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。 2．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。 3．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，也可以通过电话线、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。 4．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。 5．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，公共电话卡发行系统，自动售货机，各种智能ATM终端将全面走入人们的生活，到时