計(jì)算機(jī)嵌入式系統(tǒng)簡(jiǎn)介

　　社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，嵌入式信息技術(shù)憑借其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)發(fā)展迅速，會(huì)得到更多的重視，隨著它的技術(shù)進(jìn)步，會(huì)帶來(lái)巨大的社會(huì)效益，對(duì)加快社會(huì)的進(jìn)步，加強(qiáng)信息交流有著十分重要的作用，它也在影響著人類的生活。下面讓我們一起來(lái)了解了解計(jì)算機(jī)嵌入式系統(tǒng)：

　　1 嵌入式系統(tǒng)的架構(gòu)

　　嵌入式系統(tǒng)通常由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式系統(tǒng)以及用戶應(yīng)用軟件等組成。

　　從體系結(jié)構(gòu)上看，嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)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(shè)備構(gòu)成硬件平臺(tái)。嵌入式處理器通常是單片機(jī)或微控制器。嵌入式應(yīng)用程序支撐軟件平臺(tái)。嵌入式軟件包括支撐硬件的驅(qū)動(dòng)程序、操作系統(tǒng)、支撐軟件等。

　　一般不同的系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)不同的嵌入式應(yīng)用程序，該程序利用操作系統(tǒng)完成特定功能的嵌入式應(yīng)用，都運(yùn)行于操作系統(tǒng)之上。

　　2 嵌入式的系統(tǒng)的分類

　　實(shí)時(shí)嵌入系統(tǒng)是為執(zhí)行特定功能而設(shè)計(jì)的，在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，如果系統(tǒng)在指定的時(shí)間內(nèi)未能實(shí)現(xiàn)某個(gè)確定的任務(wù)，則系統(tǒng)被稱為硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)。而在軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，雖然響應(yīng)時(shí)間同樣重要，但是超時(shí)卻不會(huì)導(dǎo)致致命錯(cuò)誤。當(dāng)前最常用的嵌入式操作系統(tǒng)可分為:商用系統(tǒng)、專用系統(tǒng)、開(kāi)放系統(tǒng)。

　　(1)商用嵌入式操作系統(tǒng)。

　　商用嵌入式操作系統(tǒng)功能較強(qiáng)大，輔助工具較齊全，可應(yīng)用的范圍較廣，系統(tǒng)資源相對(duì)有限，應(yīng)用于許多的領(lǐng)域。例:WircroSoft的WindowsCE、中科院的Hopen等。

　　(2)專用嵌入式操作系統(tǒng)。

　　專用嵌入式操作系統(tǒng)一般對(duì)用戶不公開(kāi)，它是一些專業(yè)公司針對(duì)該公司的產(chǎn)品所特制的嵌入式操作系統(tǒng)。功能相對(duì)較弱，但具有較強(qiáng)的針對(duì)性，比普通的商用嵌入式操作系統(tǒng)更加安全可靠。

　　(3)開(kāi)放嵌入式操作系統(tǒng)。

　　開(kāi)放嵌入式操作系統(tǒng)是近年來(lái)迅速發(fā)展的一類操作系統(tǒng)。但開(kāi)放嵌入式操作系統(tǒng)的功能簡(jiǎn)單、技術(shù)支持以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性也相對(duì)較差，對(duì)實(shí)時(shí)任務(wù)有很強(qiáng)的支持能力，能完成多任務(wù)并且有較短的，因此對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者提出了較高的要求。

　　3 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)

　　(1)系統(tǒng)內(nèi)核小。

　　嵌入式系統(tǒng)大多數(shù)是應(yīng)用于小型的電子裝置，系統(tǒng)資源是相對(duì)有限的，內(nèi)核要相對(duì)小于傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)。

　　(2)強(qiáng)實(shí)時(shí)性。

　　系統(tǒng)和硬件的結(jié)合非常緊密，就必須使用多任務(wù)的操作系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)可以沒(méi)有操作系統(tǒng)直接在芯片上運(yùn)行;一般要針對(duì)硬件進(jìn)行系統(tǒng)的移植，即使在同一品牌產(chǎn)品中也需要根據(jù)系統(tǒng)硬件的變化和增減不斷進(jìn)行修改。

　　(3)專用性強(qiáng)。

　　嵌入式系統(tǒng)的個(gè)性化很強(qiáng)，一般沒(méi)有系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的明顯區(qū)分，不要求其功能設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)上過(guò)于復(fù)雜，軟件系統(tǒng)和硬件的結(jié)合非常緊密，即使在同一系列產(chǎn)品中也需要根據(jù)系統(tǒng)硬件的變化不斷的進(jìn)行修改。

　　(4)統(tǒng)一的接口。

　　嵌入式應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)者提供統(tǒng)一的服務(wù)接口，就必須約定嵌入式系統(tǒng)提供的接口，軟件要求固態(tài)存儲(chǔ)，以提高速度;要求高質(zhì)量和高可靠性。

　　(5)操作簡(jiǎn)便、易學(xué)。

　　嵌入式操作系統(tǒng)所提供的GuI圖形界面，在這些系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)用于總體控制和監(jiān)視，而不是對(duì)單個(gè)設(shè)備直接控制。

　　(6)網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大。

　　嵌入式操作系統(tǒng)對(duì)TCP/IP等協(xié)議都支持，網(wǎng)絡(luò)功能很強(qiáng)大為各種移動(dòng)的計(jì)算設(shè)備預(yù)留接口。

　　(7)強(qiáng)穩(wěn)定性。

　　嵌入式操作系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)就不再要求人進(jìn)行過(guò)多的干預(yù)，在這種情況下，對(duì)系統(tǒng)管理員提出了很高的要求。嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲(chǔ)器芯片或單片機(jī)本身中。

　　(8)固化代碼。

　　在嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)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(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

　　嵌入式系統(tǒng)的興起是從1971年以第一個(gè)微處理器4004開(kāi)始的，而今微處理器蓬勃發(fā)展，正在逐漸地改善著人們的生活。嵌入式系統(tǒng)正從研究的領(lǐng)域向?qū)嶋H的應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，出現(xiàn)了各種嵌入式的數(shù)碼產(chǎn)品。

　　未來(lái)的嵌入式系統(tǒng)需要提供更強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。要求配備標(biāo)準(zhǔn)的一種或多種網(wǎng)絡(luò)通信接口，滿足小型化、低成本、低功耗的優(yōu)點(diǎn)。選用最佳的編程模型和不斷的改進(jìn)算法，如JAVA編程模式、優(yōu)化編譯器性能等。同時(shí)可以滿足自然的人機(jī)交互界面，如手寫(xiě)文字輸入、短消息語(yǔ)音發(fā)布、語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音撥號(hào)上網(wǎng)等功能。隨著Internet技術(shù)的成熟、帶寬的提高，嵌入式應(yīng)用的'平臺(tái)也會(huì)更加地完善。

　　5 嵌入式系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

　　(1)主機(jī)、目標(biāo)機(jī)的體系結(jié)構(gòu)。

　　主機(jī)、目標(biāo)機(jī)體系結(jié)構(gòu)是把開(kāi)發(fā)工具放在主機(jī)上，操作系統(tǒng)的核心模塊放在目標(biāo)機(jī)上，操作系統(tǒng)支持跟蹤調(diào)試，在目標(biāo)機(jī)上對(duì)操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件進(jìn)行運(yùn)行�？蓴U(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu)，以能最迅速地開(kāi)發(fā)出滿足應(yīng)用的最高性能的嵌入式微處理器。

　　(2)劃分模塊。

　　在設(shè)計(jì)嵌入式操作系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該充分的考慮到系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)的劃分，增加其適用性和靈活性。當(dāng)前，增強(qiáng)操作系統(tǒng)的模塊是嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)總趨勢(shì)。

　　(3)充分利用現(xiàn)有資源。

　　由于軟件技術(shù)的高度發(fā)達(dá)，為了減少對(duì)操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的工作量和能源的消耗，可充分利用現(xiàn)有的資源進(jìn)行設(shè)計(jì)。嵌入式微處理器必須功耗很低，是用于便攜式的無(wú)線及移動(dòng)的計(jì)算和通信設(shè)備中靠電池供電嵌入式系統(tǒng)。

　　(4)制定API標(biāo)準(zhǔn)。

　　給用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的、實(shí)用的應(yīng)用程序接口，嵌入式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)實(shí)時(shí)高效性、硬件的相關(guān)依賴性、軟件固化以及應(yīng)用的專用性等方面具有較為突出的特點(diǎn)。