嵌入式系统概述

嵌入式系统概述

嵌入式系统是一种专门设计用于控制某个特定任务的计算机系统。它通常以微处理器为核心，集成了软件和硬件组件，用于实时控制、监测和交互。由于嵌入式系统直接嵌入在所控制的设备中，因此它们的体积小、功耗低，并且具有高度的可靠性和实时性。本文将从嵌入式系统的定义、应用领域以及未来发展的趋势等几个方面对嵌入式系统进行概述和介绍。

1. 嵌入式系统的定义

嵌入式系统是一种被嵌入在目标设备中的计算机系统，其目的是实现特定任务或控制设备的功能。与传统计算机系统相比，嵌入式系统往往具有更小的体积、更低的功耗和更高的可靠性。它们用于各种领域，包括消费电子、医疗设备、汽车、航空航天和工业控制等。

2. 嵌入式系统的应用领域

嵌入式系统广泛应用于各个领域，以下是几个典型的应用领域：

2.1 消费电子

嵌入式系统在消费电子产品中发挥着重要作用，如智能手机、平板电脑和智能家居设备等。这些设备需要处理复杂的任务，如多媒体播放、图形处理和无线通信等。

2.2 医疗设备

医疗设备中的嵌入式系统用于监测和控制患者的生命体征，并协助医生进行诊断和治疗。这些设备对实时性和可靠性的要求非常高，如心电图仪、血压仪和呼吸机等。

2.3 汽车

现代汽车中的嵌入式系统功不可没，它们控制着车辆的引擎、安全系统和娱乐系统等。嵌入式系统在实时监测车辆性能、提升安全性能和提供导航服务等方面发挥着重要作用。

2.4 航空航天

航空航天领域依赖于高度可靠的嵌入式系统来驱动和控制飞机、卫星和导弹等。这些系统必须具有高度的安全性和实时性，以确保飞行器的稳定性和准确性。

2.5 工业控制

工业控制中的嵌入式系统用于监控和控制生产过程。它们可以实现自动化的生产线，并提高效率和质量。嵌入式系统在工业领域中的应用非常广泛，如机器人、传感器和自动化仪表等。

3. 嵌入式系统的未来发展趋势

随着科技的不断发展，嵌入式系统也在不断演进和改进。以下是嵌入式系统未来的发展趋势：

3.1 物联网

物联网是未来嵌入式系统的一个重要方向。通过连接各种设备和传感器，嵌入式系统可以实现设备之间的通信和数据交换，为人们提供更智能、便捷的生活方式。

3.2 人工智能和机器学习

人工智能和机器学习的发展将使嵌入式系统具备更强大的智能和学习能力。嵌入式系统可以根据环境和用户的需求做出更智能的决策和响应，提高系统的自适应性和适应性。

3.3 安全性和隐私保护

随着互联网的普及和数据的增长，对于嵌入式系统的安全性和隐私保护变得越来越重要。未来的嵌入式系统需要具备更强大的安全性和隐私保护机制，以保障用户和数据的安全。

3.4 计算能力和能效提升

随着半导体技术的进步，未来的嵌入式系统将拥有更强大的处理能力和更低的功耗。这将使嵌入式系统可以处理更复杂的任务，同时延长设备的电池寿命。

综上所述，嵌入式系统作为一种专门设计用于控制特定任务的计算机系统，在各个领域都发挥着重要作用。随着科技的不断进步，嵌入式系统将在物联网、人工智能和机器学习、安全性和隐私保护以及计算能力和能效方面得到进一步的发展和提升。嵌入式系统的未来将为人们的生活和工作带来更多的便利和创新。

嵌入式系统的概念

嵌入式系统的概念 嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，它被设计用来执行特定任务。在此系统中，硬件和软件被协同工作，以满足特定需求。嵌入式系统 被广泛应用于各个领域，如家电、汽车、航空航天、医疗等，它们的 存在对我们的日常生活产生了重要影响。 一、嵌入式系统的定义 嵌入式系统是由特定硬件和软件组成的计算机系统，它被设计用来 控制、监测、处理和执行特定任务。与通用计算机系统相比，嵌入式 系统通常运行在资源受限、功耗低、体积小的环境中。嵌入式系统通 常以微控制器或专用芯片为核心，通过嵌入式软件实现其功能。 二、嵌入式系统的特点 1. 实时性：嵌入式系统需要能够在确定的时间内响应和完成任务。 实时性要求不同的嵌入式系统存在不同的级别，从而保证系统能够满 足实际需求。 2. 硬件资源受限：嵌入式系统通常具有有限的硬件资源，如处理器 速度、存储容量和外设接口等。这使得嵌入式系统的设计需要在受限 的资源条件下实现所需的功能。 3. 低功耗设计：由于嵌入式系统通常需要长时间运行，对电力消耗 的要求较高。因此，嵌入式系统的设计需要考虑功耗最优化，以延长 系统的使用寿命和提高能源利用效率。

4. 实时控制：嵌入式系统经常用于对实时事件的控制和监测，如自 动化生产线、交通信号灯和医疗设备等。这些系统需要在实时环境下 进行数据采集、处理和输出，以保证准确性和及时性。 三、嵌入式系统的应用领域 1. 家电产品：智能家居和家电产品中广泛采用嵌入式系统，如智能 电视、洗衣机、冰箱等。嵌入式系统使得这些产品能够实现智能控制、远程监测和交互功能，提供更加便捷的生活体验。 2. 汽车领域：现代汽车中大量采用嵌入式系统，如车载导航、智能 驾驶辅助系统和车联网等。嵌入式系统在汽车领域的应用使得汽车具 备了更高的安全性、舒适性和智能化。 3. 医疗设备：医疗设备中广泛应用嵌入式系统，如心电图仪、血糖 仪和体温计等。这些系统能够实时采集、处理和传输医疗数据，为医 生提供准确的诊断依据和患者的健康监测。 4. 工业自动化：工业自动化领域中，嵌入式系统用于自动化生产线、机器人控制和远程监控等。这些系统能够提高生产效率、降低人工成本，实现自动化生产和智能化管理。 四、嵌入式系统的发展趋势 随着技术的不断进步，嵌入式系统呈现出以下发展趋势： 1. 多核处理器：为了满足复杂的任务需求，嵌入式系统正朝着多核 处理器的方向发展。多核处理器能够提供更高的计算能力和并行处理 能力，使得嵌入式系统能够处理更加复杂的任务。

嵌入式系统的概念

嵌入式系统的概念 一、嵌入式系统的概念着重理解嵌入的概念主要从三个方面上来理解。 1、从硬件上，将基于CPU 的处围器件，整合到CPU 芯片内部，比如早期基于 X86 体系结构下的计算机，CPU 只是有运算器和累加器的功能，一切芯片要造 外部桥路来扩展实现，象串口之类的都是靠外部的16C550/2 的串口控制器芯 片实现，而目前的这种串口控制器芯片早已集成到CPU 内部，还有PC 机有显卡，而多数嵌入式处理器都带有LCD 控制器，但某种意义上就相当于显卡。 比较高端的ARM 类Intel Xscale 架构下的IXP 网络处理器CPU 内部集成PCI 控制器（可配成支持4 个PCI 从设备或配成自身为CPI 从设备）；还集成3 个NPE 网络处理器引擎，其中两个对应于两个MAC 地址，可用于网关交换用， 而另外一个NPE 网络处理器引擎支持DSL，只要外面再加个PHY 芯片即可以 实现DSL 上网功能。IXP 系列最高主频可以达到1.8G，支持2G 内存， 1G&TImes;10 或10G&TImes;1 的以太网口或Febre channel 的光通道。IXP 系列应该是目标基于ARM 体系统结构下由intel 进行整合后成Xscale 内核的最高 的处理器了。2、从软件上前，就是在定制操作系统内核里将应用一并选入， 编译后将内核下载到ROM 中。而在定制操作系统内核时所选择的应用程序组 件就是完成了软件的嵌入，比如WinCE 在内核定制时，会有相应选择，其中 就是wordpad,PDF,MediaPlay 等等选择，如果我们选择了，在CE 启动后，就 可以在界面中找到这些东西，如果是以前PC 上将的windows 操作系统，多半 的东西都需要我们重新再装。3、把软件内核或应用文件系统等东西烧到嵌入 式系统硬件平台中的ROM 中就实现了一个真正的嵌入。以上的定义是我在 6、7 年前给嵌入式系统下自话侧重于理解型的定义，书上的定义也有很多，但 在这个领域范围内，谁都不敢说自己的定义是十分确切的，包括那些专家学者

嵌入式系统概述

嵌入式系统概述 1、嵌入式系统简介 嵌入式系统一般指非PC系统，有计算机功能但又不称之为计算机的设备或器材。是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置”（devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。它是以应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。它主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等4个部分组成，是集软硬件于一体的可独立工作的"器件"。嵌入式系统的软件部分包括操作系统软件(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用，而应用程序控制着系统的运作和行为。 2、嵌入式操作系统 嵌入式操作系统（Embedded Operation System，EOS）是一种用途广泛的系统软件，过去它主要应用与工业控制和国防系统领域。EOS负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、任务调度，控制、协调并发活动。它必须体现其所在系统的特征，能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。嵌入式操作系统具有通用操作系统的基本特点，如能够有效管理越来越复杂的系统资源；能够把硬件虚拟化，使得开发人员从繁忙的驱动程序移植和维护中解脱出来；够提供库函数、驱动程序、工具集以及应用程序。与通用操作系统相比较，嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。 3、嵌入式操作系统的发展 国外嵌入式操作系统已经从简单走向成熟，主要有Vxwork、QNX、PalmOS、Windows CE、pSOS、Neculeus、嵌入式Linux等。国内的嵌入式操作系统研究开发有2种类型，一类是自主版权的操作系统，另一类是基于Linux的操作系统。 Windows CE内核较小，能作为一种嵌入式操作系统应用到工业控制等领域。其优点在于便携性、提供对微处理器的选择以及非强行的电源管理功能。内置的标准通信能力使Windows CE能够访问Internet并收发E-mail或浏览Web。除此之外，Windows CE特有的与Windows类似的用户界面使最终用户易于使用。Windows CE的缺点是速度慢、效率低、价格偏高、开发应用程序相对较难。 Palm OS是一种32位的嵌入式操作系统，用于掌上电脑。此系统是3Com公司的Palm Computing 部开发的。（Palm Computing目前已经独立成一家公司。）Palm公司的Palm OS 在掌上电脑和PDA市场上独占其霸主地位，它有开放的操作系统应用程序接口(API)，开发商可根据需要自行开发所需的应用程序。 QNX是由加拿大Quantum Software Systems公司开发的分布式实时操作系统，它由微内核和一组共操作的进程组成，具有高度的伸缩性，可灵活地剪裁。QNX是一个微内核实时操作系统，其核心仅提供4种服务：进程调度、进程间通信、底层网络通信和中断处理，其进程在独立的地址空间运行。所有其它OS服务，都实现为协作的用户进程，因此QNX

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第一章嵌入式系统概述 1.嵌入式系统的概念 从技术的角度概念：以应用为中心、以运算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、靠得住性、本钱、体积、功耗严格要求的专用运算机系统。 从系统的角度概念：嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一路的运算机系统。术语嵌入式反映了这些系统一般是更大系统中的一个完整的部份，称为嵌入的系统。嵌入的系统中能够共存多个嵌入式系统。 2.嵌入式处置器的分类 ①嵌入式微处置器； ②嵌入式微控制器； ③嵌入式DSP处置器； ④嵌入式片上系统（SOC） 3.嵌入式操作系统的大体概念及特点 一般实时操作系统应用于实时处置系统的上位机和实时查询系统等实时性较弱的实时系统，而且提供了开发、调试、运用一致的环境。 嵌入式实时操作系统应用于实时性要求高的实时控制系统，而且应用程序的开发进程是通过交叉开发来完成的，即开发环境与运行环境是不一致。嵌入式实时操作系统具有规模小(一般在几K～几十K 内)、可固化利用实时性强(在毫秒或微秒数量级上)的特点 4.实时操作系统的大体概念及特点 总的来讲实时操作系统是事件驱动的，能对来自外界的作用和信号在限定的时刻范围内作出响应。它强调的是实时性、靠得住性和灵活性, 与实时应用软件相结合成为有机的整体起着核心作用, 由它来管理和协调各项工作,为应用软件提供良好的运行软件环境及开发环境。从实时系统的应用特点来看实时操作系统能够分为两种：一般实时操作系统和嵌入式实时操作系统 IEEE 的实时UNIX分委会以为实时操作系统应具有以下的几点: 异步的事件响应；切换时刻和中断延迟时刻肯定；优先级中断和调度；抢占式调度；内存锁定；持续文件；同步； 5.操作系统的内核有哪两种，各自的特点 ①非占先式内核：非占先式内核要求每一个任务自我舍弃CPU 的所有权。非占先式调度法也称作合作型多任务，各个任务彼此合作共享一个CPU。异步事件仍是由中断服务来处置。中断服务能够使一个高优先级的任务由挂起状态变成就绪状态。但中断服务以后控制权仍是回到原来被中断了的那个任务，直到该任务主动舍弃CPU的利用权时，那个高优先级的任务才能取得CPU的利用权。 ②占先式内核：最高优先级的任务一旦就绪，总能取得CPU的控制权。当一个运行着的任务使一个比它优先级高的任务进入了就绪状态，当前任务的CPU利用权就被剥夺了，或说被挂起了，那个高优先级的任务立刻取得了CPU的控制权。若是是中断服务子程序使一个高优先级的任务进入就绪态，中断完成时，中断了的任务被挂起，优先级高的那个任务开始运行。 6.任务优先级的概念 任务的优先级是表示任务被调度的优先程度。 7.常见的嵌入式操作系统举例 ①嵌入式Linux ②Win CE ③VxWorks ④μC/OS-II

嵌入式系统概述

个人资料整理，仅供个人学习使用 1 / 6 1 嵌入式系统概述 嵌入式系统（Embedded System ）也称嵌入式计算机系统。顾名思义，嵌入式系统是计算机的一种特殊形式，是计算机技术、通信技术、半导体技术、微电子技术、语音图像数据传输技术，甚至传感器等先进技术和具体应用对象相结合后的更新换代产品。嵌入式系统不仅和一般的PC 机上的应用系统不同，而且针对不同的具体应用而设计的嵌入式系统之间的差别也很大。嵌入式系统强调硬件和软件的协同性与整合性，软件和硬件可剪裁的，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗和应用环境等有严格要求的专用计算机系统。 嵌入式系统特别强调“量身定做”的原则，开发人员往往需要针对某一种特殊用途开发出一个截然不同的嵌入式系统，其特点如下。 （1）嵌入式系统具有应用针对性 应用针对性是嵌入式系统的一个基本特征，体现这种应用针对性的首先是软件，软件实现特定应用所需要的功能，所以嵌入式系统应用中必定配置了专用的应用程序；其次是硬件，大多数嵌入式系统的硬件是针对应用专门设计的，但也有一些标准化的嵌入式硬件模块，采用标准模块可降低开发的技术难度和风险，缩短开发时间，但灵活性不足。 （2）嵌入式系统硬件扩展能力要求不高 硬件上，嵌入式系统作为一种专用的计算机系统，其功能、机械结构、安装要求比较固定，所以一般没有或仅有较少的扩展能力；软件上，嵌入式系统往往是一个设备固定组成部分，其软件功能由设备的需求决定，在相对较长的生命周期里，一般不需要对软件进行改动。但也有一些特例，比如现在的手机，尤其是安装有嵌入式操作系统的智能手机，软件安装、升级比较灵活，但相对于桌面计算机，其软件扩展能力还是相当弱。 （3）嵌入式系统操作系统精简 在现代的通用计算机中，没有操作系统是无法想象的，而在嵌入式计算机中情况则大 第 章

嵌入式系统

第一部分嵌入式系统简介 1嵌入式系统简介一般定义 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、功耗和应用环境有特殊要求的专用计算机系统。是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的系统（技术角度） 嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。（系统角度） 术语嵌入式反映了这些系统通常是更大系统（被称之为嵌入的系统）的一个完整子系统。嵌入式的系统可以包含多个嵌入式系统。 广义定义：任何一个非计算机的计算系统 嵌入式系统是以嵌入式应用为目的的计算机系统。可分为系统级、板级、片级 系统级：各种类型的工控机、PC104模块 板级：各种类型的带CPU的主板及OEM产品 片级：各种以单片机、DSP、微处理器为核心的产品 2特点： 功耗限制：嵌入式系统中，尤其是在用电池供电的嵌入式系统中，这是一个主要考虑的因素。大耗电量直接影响到硬件费用，并影响电源寿命以及带来散热问题。 低成本：包含硬件成本和软件成本。硬件成本主要决定于所使用的微处理器、所需的内存及相应的外围芯片；软件成本通常难于预测，但一个好的设计方法有利于降低软件成本。 多速率：系统同时运行多个实时性任务，系统必须同时控制这些动作，但这些动作有些速度慢，有些速度快。 环境相关性：嵌入式系统不是独立的，而是与其被嵌入的设备紧密相关联。 系统内核小：由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，系统资源相对有限，所以内核与传统的操作系统相比要小得多。比如ENEA公司的OSE实时OS，内核只有5K，而Windows 的内核则要大得多。 专用性强：嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植。 同时针对不同的任务，往往需要对系统进行较大更改，程序的编译下载要和系统相结合，这种修改和通用软件的“升级”是完全不同的概念。 不可垄断性 PC有Microsoft Intel,AMD垄断 嵌入式系统工业的基础是以应用为中心的“芯片”设计和面向应用的软件产品开发。 产品相对稳定性 普通处理器18月 嵌入式处理器8－10年 3实时性 实时性的本质是任务处理所花费时间的可预测性，即任务需要在规定的时限内完成。 任务执行的时间可以根据系统的软硬件信息而进行确定性的预测。也就是说，如果硬件可以做这件工作，那么基于实时操作系统的软件将可以做这件工作。 实时系统：

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1.嵌入式系统简介 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，可根据实际需求对软硬件进行裁剪，满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求的专用计算机系统。通常情况下，系统装置由嵌入式计算机系统和所应用的被控对象组成。前者是整个嵌入式系统的核心，由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统和应用软件构成；而后者则用于接收前者发出的控制、监视和管理命令，完成所规定的操作或任务。由此可见，嵌入式技术是结合计算机、电子和半导体等技术精髓，并将其具体应用到各个行业的先进新兴技术。 2. 嵌入式系统的发展与应用 如果问哪种计算机最普及，有人会说是PC机，可实际上嵌入式系统在数量上远远超过了以PC机为代表的通用计算机，只是嵌入式系统一般集成在设备内部，不象PC那样本身是一个独立的系统，配备显示器、键盘、鼠标等标准设备。人们在使用设备时，往往在意的是设备提供的功能，而忽略了在设备内部高速运转、起着核心作用的嵌入式系统，例如在用MP3欣赏音乐的时候，人们只关心音乐的音质、操控方式、系统容量、支持的音乐格式等，有多少人会关心在MP3内部发挥作用的嵌入式计算机呢？可实际上所有的功能都是内部的计算机完成的。早期计算机由电子管组成，体积庞大，主要用于完成复杂的计算任务。随着晶体管计算机的出现，尤其是集成电路在计算机中的应用，计算机体积越来越小、性能越来越强，除了数值计算外，计算机还可以实现数据采集、信息处理、自动控制等功能，将专门设计的计算机集成到传统设备中，可显著提高设备的性能。此时，一种新的计算机类型——嵌入式系统应运而生。嵌入式系统发展之初，因为计算机还是个昂贵的电子设备，所以应用仅限于军事、工业控制等成本不敏感的领域。随着微处理器技术的飞速发展，计算机集成度越来越高，在性能提高的同时，计算机也变得越来越小、越来越廉价，嵌入式系统的进入蓬勃发展时期。现代社会生活中，嵌入式系统无处不在，广泛应用在国防电子、数字家庭、工业自动化、汽车电子、医学科技、消费电子、无线通讯、电力系统等各行各业。嵌入式系统是数字化社会的技术基础，正如中科院院士沈绪榜教授所说，“计算机是认识世界的工具，而嵌入式系统则是改造世界的产物。” 图1给出的是数字手机电路的原理框图，嵌入式系统在手机里完成人机接口、信息管理、设备控制等功能，在多媒体手机中，嵌入式系统还要实现语音记录、视频记录、数码相机、音视频文件播放等多媒体功能。嵌入式系统是数字手机的核心。 图1 语音处理系统结构图 图 2 手机电路原理框图现代社会日益数字化、信息化，嵌入式系统在这样的社会中必将扮演重要的角色。如在日常生活中，将来嵌入式系统不仅存在于电视机、洗衣机、冰箱、洗衣机、手机这些设备里，甚至我们穿的鞋子、戴的帽子、穿的衣服中也装备了计算机系统。1999年，IBM提出了普适计算的概念，指得是随时随地获取信息、处理信息。普

嵌入式系统概述

目录 第1章嵌入式系统概述 (2) 1.1 嵌入式系统概述 (2) .嵌入式系统的定义 (2) .嵌入式系统应用领域 (2) .嵌入式系统特点 (3) .嵌入式处理器——概述 (3) 1.2 嵌入式处理器 (3) .分类 (3) .嵌入式处理器——嵌入式微处理器 (4) .嵌入式处理器——嵌入式微控制器 (4) .嵌入式处理器——嵌入式DSP处理器 (5) .嵌入式处理器——嵌入式片上系统(SOC) (5) 1.3 嵌入式操作系统 (5) .概述 (5) .嵌入式实时操作系统 (6) .使用实时操作系统的必要性 (6) .常见的嵌入式操作系统——嵌入式Linux (7)

嵌入式系统概述 嵌入式系统概述 嵌入式系统的定义 嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可剪裁、适应于对系统功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。 这个定义主要包含两个信息，一是嵌入式系统是专用计算机系统，因此必须要有处理器，具备计算机系统的基本特征。二是嵌入式系统的功能是有严格要求并按照指定的应用而设计的。 嵌入式系统应用领域 根据嵌入式系统的应用领域有交通管理、工控设备、智能仪器、汽车电子、环境监测、电子商务、医疗仪器、移动计算、网络设备、通信设备、军事电子、机器人、智能玩具、信息家电等等。主要的产品：网络设备：交换机、路由器、MODEM等。 ·消费电子：手机、MP3、PDA 、可视电话、电视机顶盒、数字电视、数码照相机、数码摄像机、信息家电等。 ·办公设备：打印机、传真机、扫描仪等。 ·汽车电子：ABS防死锁刹车系统、车载GPS等。 ·工业控制：各种自动控制设备。 ·嵌入式系统的组成 嵌入式系统一般由硬件层、中间层和软件层组成。 ·硬件层 硬件层包括嵌入式微处理器、存储器、通用设备接口和I/O接口。在一片嵌入式处理器基础上添加电源电路、时钟电路和存储器电路，就构成了一个嵌入式核心控制模块。其中操作系统和应用程序都可以固化在ROM中 ·中间层 硬件层与软件层之间为中间层，也称为硬件抽象层（Hardware Abstract Layer，HAL）或板级支持包（Board Support Package，BSP），它将系统上层软件与底层硬件分离开来，使系统的底层驱动程序与硬件无关，上层软件开发人员无需关心底层硬件的具体情况，根据BSP 层提供的接口即可进行开发。该层一般包含相关底层硬件的初始化、数据的输入/输出操作和硬件设备的配置功能。

主流嵌入式操作系统介绍

主流嵌入式操作系统介绍 嵌入式操作系统，又称为嵌入式操作平台，是针对特定应用领域和 硬件平台所设计和优化的操作系统。它主要用于控制、管理和运行嵌 入式设备，如智能手机、家用电器、汽车控制系统等。本文将介绍几 种主流的嵌入式操作系统。 一、嵌入式Linux 嵌入式Linux是指将Linux操作系统适配嵌入式设备的一种形式， 它保留了Linux操作系统的优点，如开源、稳定、成熟的生态系统等。嵌入式Linux具有丰富的设备驱动、多任务管理能力和良好的可扩展性，可以在各种硬件平台上运行。 在嵌入式Linux中，通常使用的是裁剪版的Linux内核，该内核只 保留了必要的功能和驱动程序，以节省存储空间和资源，并提高嵌入 式设备的运行效率。嵌入式Linux还提供了适用于嵌入式设备的工具链和库文件，方便开发人员进行应用程序的开发和调试。 二、嵌入式Windows 嵌入式Windows是指将微软的Windows操作系统适配嵌入式设备 的一种形式。与桌面版的Windows相比，嵌入式Windows通常经过了 裁剪和优化，以适应嵌入式设备的资源限制和实时性要求。 嵌入式Windows具有直观易用的界面和丰富的应用生态系统，开发人员可以使用熟悉的开发工具和编程语言进行应用程序的开发。嵌入

式Windows还提供了强大的多媒体处理能力和网络连接功能，适用于 需要图形界面和复杂功能的嵌入式设备。 三、嵌入式Android 嵌入式Android是指将谷歌的Android操作系统适配嵌入式设备的 一种形式。嵌入式Android基于Linux内核，具有开源性和稳定性的特点，同时融合了丰富的应用生态系统和用户界面设计。 嵌入式Android支持多任务管理、开放式应用程序架构和丰富的应 用程序开发接口，方便开发人员进行自定义应用的开发。嵌入式Android还支持网络连接和云服务，适用于需要与互联网进行交互的嵌 入式设备。 四、实时操作系统 实时操作系统（RTOS）是一种专门设计用于实时应用的嵌入式操 作系统。实时应用对于任务的响应时间要求非常高，需要保证任务的 及时性和可靠性。 实时操作系统通常分为硬实时系统和软实时系统，硬实时系统要求 任务在严格的时间约束下完成，而软实时系统则允许在一定时间范围 内完成任务。RTOS具有快速启动时间、低延迟和可预测性等特点，适用于需要高实时性和稳定性的嵌入式设备，如航空航天、医疗设备等。 综上所述，嵌入式操作系统有嵌入式Linux、嵌入式Windows、嵌 入式Android和实时操作系统等多种类型。不同的嵌入式设备和应用领域有不同的需求和特点，选择适合的嵌入式操作系统对于优化系统性

嵌入式系统的概念、特点、组成与应用场合

嵌入式系统的概念、特点、组成与应用场合 一、嵌入式系统的概念 嵌入式系统是一种以特定功能为目的，嵌入在具有其他功能的系统中的计算机系统。它是由软件和硬件组成的，并提供特定的功能。嵌入式系统通常具有较小的体积、较低的功耗、高可靠性和实时性。 二、嵌入式系统的特点 1. 实时性：嵌入式系统能够在规定的时间内完成任务，具有高实时性要求。 2. 可靠性：嵌入式系统必须具有高可靠性，以保证系统在各种环境下运行正常。 3. 高效性：嵌入式系统的硬件和软件一般都是专门为实现特定功能而设计的，能够在有限的资源下实现高效率的工作。 4. 稳定性：嵌入式系统要求具有稳定的运行环境，不受外界干扰。 5. 硬件与软件结合：嵌入式系统由硬件和软件两部分组成，两者相互结合，形成一个整体。 三、嵌入式系统的组成 1. 微处理器/微控制器：是嵌入式系统的核心，负责控制和处理系统的各种任务。 2. 存储器：包括闪存、RAM、ROM等，用于存储程序代码和数据。 3. 输入/输出设备：包括键盘、鼠标、显示器、打印机等，用于人机交互。

4. 通信接口：通信接口是嵌入式系统与其他设备通信的接口，包括串口、并口、USB、以太网等。 5. 电源系统：提供系统所需的电能，包括直流电源、充电电路、电池等。 四、嵌入式系统的应用场合 1. 工业自动化：用于控制生产线和机器人等自动化设备。 2. 汽车电子：用于汽车电子控制单元（ECU）等系统中，包括发动机管理、车身控制、安全系统等。 3. 医疗设备：用于病人监护、诊断和治疗等方面。 4. 家庭电器：如电视、洗衣机、冰箱、电烤箱、热水器等。 5. 智能手机和平板电脑：用于智能手机和平板电脑中的各种功能，如拍照、视频、通话、应用程序等。 6. 空间探测器：用于测量和探测星球、行星等宇宙环境。 7. 军事设施：用于导弹控制、雷达目标跟踪、GPS等。 总之，嵌入式系统是一种以特定功能为目的，嵌入在具有其他功能的系统中的计算机系统。它具有实时性、可靠性、高效性、稳定性等特点，由微处理器/微控制器、存储器、输入/输出设备、通信接口、电源系统等组成，广泛应用于工业自动化、汽车电子、医疗设备、家庭电器、智能手机和平板电脑、空间探测器、军事设施等领域。

嵌入式系统的基本概念

嵌入式系统的基本概念 嵌入式系统的基本概念 一、嵌入式系统的定义 根据IEEE9(国际电气和电子工师协会)的定义，嵌入式系统定义 为控制监视或者辅助设备机器和车间运行的装置。由此可以看出嵌 入式系统是软件和硬件的综合体，可以涵盖机械等附属装置。可以 从以下几个方面来理解国内对嵌入式系统的定义： 1.嵌入式系统是面向用户，面向产品，面向应用的，它必须与具体的应用相结合才有生命力，才会更有优势。 2.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以及各个行业的具体应用相结合的产物。这一点就决定了它必然是一 个技术密集、资金密集、不断创新的知识集成系统。 3.嵌入式系统必须能够根据应用需求对软件硬件进剪裁，满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等需求。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求的系统，是 一个较好的发展模式。 二、嵌入式系统的特征 根据嵌入式系统的应用具备以下特点： 1.嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。嵌入式系统是以应用为中心的芯片 设计的面向应用的软件产品开发。嵌入式系统产品的`特征是面向用户、面向产品、面向应用的。如果是独立的自行发展则会失去市场，与通用计算机不同，嵌入式系统是针对具体应用的专用系统。 2.嵌入式系统软件的特征

嵌入式系统的应用软件是实现嵌入式系统功能的关键。对嵌入式系统处理器系统软件和应用软件的要求也和通用计算机有所不同。 嵌入式系统软件要求固化存储;嵌入式系统软件代码高质量和可靠性;许多应用要求系统软件具有实时处理能力;在嵌入式系统中，多任务 操作系统是知识集成的平台，也是走向工业化标准道路的基础。 嵌入式系统开发需要的开发工具和环境。通用计算机具有完善的人机交互界面，增加了一些开发应用程序和环境即可进行对自身的 开发，而嵌入式系统不具备自身开发的能力，设计完成后，用户通 用不能对其中的程序功能进行修改，嵌入式系统需要EOS(嵌入式系 统操作系统)的开发平台。这是因为对于嵌入式系统，应用程序可以 没有操作系统直接在芯片上运行，但是为了合理地调度多任务，利 用系统资源、系统函数以及和专家库函数接口，用户必须自行配置EOS开发平台，这样才能保证程序执行的实时性，并减少开发时间，保证软件质量。一个优秀的EOS是嵌入式系统成功的关键，EOS是 相对一般操作系统的而言的，它具备了一般操作最基本的功能，如 任务的调度、同步的调度、中断处理、文件功能等，但是嵌入式系 统仅具有这些功能是不够的，为了适应不断发展的嵌入式系统产品 的要求，EOS需要具有以下特点： 1.更好的硬件实用性，也就是良好的移植性。 2.占有更少的硬件资源 3.高可靠性 4.提供强大的网络功能，支持TCP/IP协议以及其他协议 5.友好的GUI用户交互界面 6.有些应用要求EOS还必须具有实时性能 三、嵌入式系统的分类 根据不同的应用，嵌入式系统有不同的分类的方法。这里根据嵌入式系统的应用和结构功能上分类分成以下三种：

嵌入式系统概述范文

嵌入式系统概述范文 嵌入式系统是一种专门用于特定应用领域的计算机系统，通常用于控 制和操作各种设备和系统。它由硬件和软件组成，可以执行特定的功能， 如控制、实时处理、通信和监控等。嵌入式系统的应用范围非常广泛，包 括消费电子、汽车、医疗设备、通信设备、工业控制等。 1.实时性：嵌入式系统通常需要实时响应和处理数据，以保证系统的 准确性和稳定性。它们需要及时采集和处理传感器数据，并以适当的方式 响应外部事件。 2.资源受限：由于嵌入式系统往往是为特定应用设计的，它们通常具 有较小的存储和处理能力。此外，嵌入式系统还需要考虑功耗和体积的限制，以适应各种应用环境。 3.实时嵌入：由于嵌入式系统通常嵌入到物理设备中，与其紧密集成，因此嵌入式系统需要具有高度的稳定性和可靠性，以适应长时间运行和恶 劣环境的要求。 嵌入式系统的硬件通常由处理器、存储器、输入输出设备和各种传感 器组成。处理器是嵌入式系统的核心，它负责执行软件指令，处理各种数 据和信号。存储器用于存储程序和数据，包括随机访问存储器（RAM）和 只读存储器（ROM）。输入输出设备用于与外部环境进行通信和交互，如 键盘、显示器、传感器和执行器等。 嵌入式系统的软件通常由操作系统和应用软件组成。操作系统负责管 理系统资源、调度任务和处理中断等，以保证系统的稳定性和实时性。应 用软件则运行在操作系统之上，根据特定的应用需求提供各种功能和服务。

开发嵌入式软件需要掌握特定的编程语言和开发工具，如C/C++和嵌入式开发环境等。 嵌入式系统的开发过程通常包括需求分析、系统设计、软硬件开发、集成测试和部署等阶段。需求分析阶段主要确定系统的功能和性能需求，以及硬件和软件的具体要求。系统设计阶段负责确定系统的体系结构和模块划分，以及确定各个模块之间的接口和通信方式。软硬件开发阶段负责实现系统的硬件和软件设计，包括电路设计、PCB布局、软件编写和调试等。集成测试阶段将不同模块和组件集成到一起，并进行功能、性能和可靠性测试。部署阶段则是将嵌入式系统部署到目标设备或系统中，并进行最终的调试和性能优化。 在嵌入式系统的开发过程中，有一些关键的技术和方法可以帮助提高系统的性能和可靠性。首先是硬件设计中的电路设计和PCB布局，这些技术可以帮助减少电磁干扰和噪声，并提高系统的稳定性和可靠性。其次是软件设计中的实时调度和任务管理，这些技术可以帮助系统及时响应和处理各种数据和事件。此外，还有一些特定领域的嵌入式系统开发技术，如汽车电子、医疗设备和机器人等，需要专门的知识和经验。 总而言之，嵌入式系统是一种专门用于特定应用领域的计算机系统，具有实时性、资源受限和实时嵌入等特点。它由硬件和软件组成，通常用于控制和操作各种设备和系统。嵌入式系统的开发过程包括需求分析、系统设计、软硬件开发、集成测试和部署等阶段。在嵌入式系统的开发过程中，有一些关键的技术和方法可以帮助提高系统的性能和可靠性。

嵌入式系统的定义与发展历史

嵌入式系统的定义与发展历史 嵌入式系统是一种专门设计用于执行特定功能的小型计算机系统，它们通常嵌入在更大的系统中，如机器人、航空航天设备、智能手机、电视等。嵌入式系统的主要特点是它们的高度专业化、适应性、可靠性、实时性、体积小和功耗低。 嵌入式系统的发展可以追溯到上世纪七十年代，当时人们开始将计算机硬件和软件集成到更大的系统中。随着微电子技术的不断发展，嵌入式系统也得到了迅速的发展。在八十年代，随着个人计算机的普及，嵌入式系统开始被广泛应用在各种领域，如工业控制、自动化、交通、医疗等。 到了九十年代，随着Internet的普及，嵌入式系统开始与网络技术结合，形成了嵌入式互联网。嵌入式互联网是指将嵌入式系统通过互联网连接起来，实现远程控制、监测、诊断等功能。在21世纪，嵌入式系统已经成为了各种设备的核心技术，如智能家居、智能城市、智能医疗等。 嵌入式系统的应用领域非常广泛，下面列举几个主要的领域： 工业控制：在工业控制领域，嵌入式系统被用于各种自动化设备和机

器的控制，如PLC、DCS、机器人等。 医疗设备：在医疗领域，嵌入式系统被用于各种医疗设备的控制和监测，如起搏器、人工呼吸机、血糖仪等。 军事应用：在军事领域，嵌入式系统被用于各种武器系统的控制和监测，如导弹制导、火控系统等。 智能家居：在智能家居领域，嵌入式系统被用于各种智能设备的控制和监测，如智能照明、智能安防、智能家电等。 硬件方面：嵌入式系统的硬件主要包括微处理器、存储器、输入输出接口和电源等部分。微处理器是嵌入式系统的核心，它控制着整个系统的运行。存储器用于存储系统和用户的数据和程序。输入输出接口用于连接外部设备和接收外部信号。电源则是整个系统的能量来源。软件方面：嵌入式系统的软件通常包括操作系统、应用程序和驱动程序等部分。操作系统是整个系统的软件基础，它负责管理系统的资源、调度任务、提供接口等。应用程序是用户为了实现特定功能而编写的程序。驱动程序则是用于控制硬件设备的程序。 随着科技的不断发展，嵌入式系统也将迎来新的发展机遇和挑战。在未来，嵌入式系统将会更加智能化、网络化、安全可靠化和低功耗化。

嵌入式系统简介

嵌入式系统简介 根据IEEE（电气和电子工程师协会）的定义，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机 器和设备运行的装置”。从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。目前国内一个普遍被认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件 硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 二、嵌入式系统的分类 嵌入式系统实质上是一个嵌入式计算机系统，只有将嵌入式微处理器构成了一个计算机系统，并作为嵌入式应用时，这样的计算机系统才可称为嵌入式系统。 根据不同的分类标准嵌入式系统有不同的分类方法，如按其形态的差异，一般可将嵌入式系 统分为：芯片级（MCU、SoC）、板级（单片机、模块）和设备级（工控机）三级。 如按其复杂程度的不同，又可将嵌入式系统分为以下四类： 一是主要由微处理器构成的嵌入式系统，常常用于小型设备中（如温度传感器、烟雾和气体 探测器及断路器）。 二是不带计时功能的微处理器装置，可在过程控制、信号放大器、位置传感器及阀门传动器 等中找到。 三是带计时功能的组件，这类系统多见于开关装置、控制器、电话交换机、包装机、数据采 集系统、医药监视系统、诊断及实时控制系统等等。 四是在制造或过程控制中使用的计算机系统，这也就是由工控机级组成的嵌入式计算机系统，是这四类中最复杂的一种。也是现代印刷设备中经常应用一种。 三、嵌入式系统的主要特点 1.系统内核小。 由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作 系统要小得多。比如ENEA公司的OSE分布式系统，内核只有5KB而Windows的内核则要大 得多。 2.专用性强。 专用（即功能专一：比如空调的遥控器无法控制电视）、软硬件可裁剪（可以通过移植到其 他平台使用，或者说是去掉一些功能）可配置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。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。 3.系统精简。 嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分，不要求其功能设计及实现过于复杂， 这样一方面利于控制系统成本，同时也利于实现系统安全。 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

嵌入式系统的概念

一、嵌入式系统的概念 着重理解“嵌入”的概念 主要从三个方面上来理解。 1、从硬件上，将基于CPU的处围器件，整合到CPU芯片内部，比如早期基于X86体系结构下的计算机，CPU只是有运算器和累加器的功能，一切芯片要造外部桥路来扩展实现，象串口之类的都是靠外部的16C550/2的串口控制器芯片实现，而目前的这种串口控制器芯片早已集成到CPU内部，还有PC机有显卡，而多数嵌入式处理器都带有LCD控制器，但其种意义上就相当于显卡。比较高端的ARM类Intel Xscale 架构下的IXP网络处理器CPU内部集成PCI控制器（可配成支持4个PCI从设备或配成自身为CPI从设备）；还集成3个NPE网络处理器引擎，其中两个对应于两个MAC地址，可用于网关交换用，而另外一个NPE网络处理器引擎支持DSL，只要外面再加个PHY芯片即可以实现DSL上网功能。IXP系列最高主频可以达到 1.8G，支持2G内存，1G×10或10G×1的以太网口或Febre channel的光通道。IXP系列应该是目标基于ARM体系统结构下由intel进行整合后成Xscale内核的最高的处理器了。 2、从软件上前，就是在定制操作系统内核里将应用一并选入，编译后将内核下载到ROM中。而在定制操作系统内核时所选择的应用程序组件就是完成了软件的“嵌入”，比如WinCE在内核定制时，会有相应选择，其中就是wordpad,PDF,MediaPlay等等选择，如果我们选择了，在CE启动后，就可以在界面中找到这些东西，如果是以前PC上将的windows操作系统，多半的东西都需要我们得新再装。 3、把软件内核或应用文件系统等东西烧到嵌入式系统硬件平台中的ROM中就实现了一个真正的“嵌入”。 以上的定义是我在6、7年前给嵌入式系统下自话侧重于理解型的定义，书上的定义也有很多，但在这个领域范围内，谁都不敢说自己的定义是十分确切的，包括那些专家学者们，历为毕竟嵌入式系统是计算机范畴下的一门综合性学科 二、嵌入式系统的分层与专业的分类。 嵌入式系统分为４层，硬件层、驱动层、操作系统层和应用层。 1、硬件层，是整个嵌入式系统的根本，如果现在单片机及接口这块很熟悉，并且能用C和汇编语言来编程的话，从嵌入式系统的硬件层走起来相对容易，硬件层也是驱动层的基础，一个优秀的驱动工程师是要能够看懂硬件的电路图和自行完成CPLD的逻辑设计的，同时还要对操作系统内核及其调度性相当的熟悉的。但硬件平台是基础，增值还要靠软件。 硬件层比较适合于，电子、通信、自动化、机电一体、信息工程类专业的人来搞，需要掌握的专业基础知识有，单片机原理及接口技术、微机原理及接口技术、C语言。 2、驱动层，这部分比较难，驱动工程师不仅要能看懂电路图还要能对操作系统内核十分的精通，以便其所写的驱动程序在系统调用时，不会独占操作系统时间片，而导至其它任务不能动行，不懂操作系统内核架构和实时调度性，没有良好的驱动编写风格，按大多数书上所说添加的驱动的方式，很多人都能做到，但可能连个初级的驱动工程师的水平都达不到，这样所写的驱动在应用调用时就如同windows下我们打开一个程序运行后，再打开一个程序时，要不就是中断以前的程序，要不就是等上一会才能运行后来打开的程序。想做个好的驱动人员没有三、四年功底，操作系统内核不研究上几编，不是太容易成功的，但其工资在嵌入式系统四层中可是最高的。 驱动层比较适合于电子、通信、自动化、机电一体、信息工程类专业尤其是计算机偏体系结构类专业的

嵌入式系统概述

第一章嵌入式系统归纳 §1.1嵌入式系统看法 嵌入式计算技术是集微电子技术和计算机软/硬件技术相结合的一门新兴的计算机科 学技术，它的产生大大提升了电子产品的智能化水平及科技含量，所以，一 直处于国际高科技发展的前沿。嵌入式计算技术在网络通讯、智能化仪表、花费电子、 自动化控制致使国防军事等领域应用特别广泛。利用嵌入式计算技术设计、制 造出的电子装置为嵌入式系统，它平时是指面向特定应用的、技术密集的知识集成系统，但是嵌入式系统自己不但与一般PC上的应用系统不一样，并且针对不一样的详尽应用 环境设计的嵌入式系统之间的差异也很大。所以，建立嵌入式系统的看法对从 事嵌入式系统设计开发的软硬件技术人员是十分必需的。 §1.1.1什么是嵌入式系统 嵌入式系统是以嵌入式CPU为核心嵌入到对象系统中的电子装置，嵌入式CPU 是指安装在不是计算机的路由器、手机、电视机、汽车等设备上的CPU芯片，而装 在PC机、笔录本电脑、工作站上的CPU一般称为通用CPU，因为它能执行各样各样的 程序，嵌入式CPU一般只要求运转某种确立程序。 1、从应用对象的角度 依据IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义： 嵌入式系统是“用于控制、监察也许辅助操作机器和设备的装置”（原文为devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment, machineryorplants）。 2、从计算机技术应用的角度 嵌入式系统是指以应用为中心，以计算机技术为基础,软硬件可减裁，适应应用 系统对功能、靠谱性、成本、体积和功耗等严格要求的专用计算机系统。 这是目前国内广泛认可的定义，它表现了“嵌入、专用性、计算机”的基本要 素和特色。 §1.1.2嵌入式系统的构成 嵌入式系统与通用计算机系统既有相似之处（运算器，控制器，储存器，输入 输出设备），也有明显差异。平时，嵌入式系统中的系统程序（包含操作系统）和应 用程序是不分彼此的。嵌入式系统自己是一个外延性极广的名词，目前指的是可以 运转操作系统的软硬件综合体。 整体上，嵌入式系统可以划分成硬件部分和软件部分。硬件部分一般由高性能 的嵌入式办理器、储存器和外头的接口电路构成，软件部分由嵌入式及时操作系统