嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)工程師考試復(fù)習(xí)要點(diǎn)：嵌入式系統(tǒng)的定義
導(dǎo)語(yǔ)：計(jì)算機(jī)四級(jí)指的是全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試的最高級(jí)別，科目種類有：四級(jí)操作系統(tǒng)原理、四級(jí)計(jì)算機(jī)組成與接口、四級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)原理、四級(jí)軟件工程、四級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。考試從科目中任意選取兩個(gè)科目進(jìn)行考試，同時(shí)通過成績(jī)方為合格。下面我們來看看嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)工程師考試復(fù)習(xí)要點(diǎn)：嵌入式系統(tǒng)的定義
隨著現(xiàn)代化技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已深入到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，嵌入式系統(tǒng)的產(chǎn)品已應(yīng)用到人們的日常生活的各個(gè)角落，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已成為目前人們研究的熱門之一。嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn)最初是基于單片機(jī)的。70年代單片機(jī)的出現(xiàn)，使得汽車、家電、工業(yè)機(jī)器、通信裝置以及成千上萬(wàn)種產(chǎn)品可以通過內(nèi)嵌電子裝置來獲得更佳的使用性能：更容易使用、更快、更便宜。這些裝置已經(jīng)初步具備了嵌入式的應(yīng)用特點(diǎn)，但是這時(shí)的應(yīng)用只是使用8位的芯片，執(zhí)行一些單線程的程序，還談不上“系統(tǒng)”的概念。在中國(guó)嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域，比較認(rèn)同的嵌入式系統(tǒng)概念是：嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等四個(gè)部分組成，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。
1 什么是嵌入式系統(tǒng)
嵌入式系統(tǒng)是“控制、監(jiān)視或者輔助裝置、機(jī)器和設(shè)備運(yùn)行的裝置”(devices used to control,monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。從中可以看出嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機(jī)械等附屬裝置。目前國(guó)內(nèi)一個(gè)普遍被認(rèn)同的定義是：以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)，對(duì)功能、對(duì)可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
那么嵌入式系統(tǒng)真正的含義是什么?現(xiàn)在國(guó)內(nèi)流行的說法是：“嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)�！盵13]對(duì)于這個(gè)定義，我有兩點(diǎn)疑義：其一，說嵌入式系統(tǒng)“以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)”，我認(rèn)為不全面，它忽略了微電子等技術(shù)作為嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)的`重要作用;其二，把嵌入式系統(tǒng)定義為“專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”。
2 嵌入式系統(tǒng)不是“專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”
“專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”這個(gè)名詞應(yīng)該和“通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”這個(gè)名詞相對(duì)應(yīng)。從字義上看，不管是“專用”或者是“通用”，它們都沒有脫離計(jì)算機(jī)系統(tǒng)這個(gè)范疇，應(yīng)該說它們都?xì)w屬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。既然是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，那它們的發(fā)展起源應(yīng)該是計(jì)算機(jī)。它們的體系結(jié)構(gòu)、功能特點(diǎn)，知識(shí)體系、技術(shù)要求應(yīng)該有相同之處。但是，事實(shí)上嵌入式系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)雖有聯(lián)系，可在以上提及的幾點(diǎn)上并沒有多少相同之處，又何談它是“專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”。
2.1 發(fā)展并行獨(dú)立
嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展至今約30年了。它與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是兩個(gè)獨(dú)立的發(fā)展系統(tǒng)，從它們的起源看，二者都源于半導(dǎo)體集成電路，誕生于微型計(jì)算機(jī)時(shí)代，二者發(fā)展并行獨(dú)立。如圖1所示。
嵌入式系統(tǒng)起源于半導(dǎo)體集成電路，該半導(dǎo)體集成電路分為晶體管和集成電路。20世紀(jì)70年代，集成電路產(chǎn)生了微處理器，微處理器是智能內(nèi)核，它有兩個(gè)功能，其一是運(yùn)算處理功能，即高速海量的解算能力，它促使了計(jì)算機(jī)獨(dú)立的飛速發(fā)展至今;其二是控制功能，嵌入式系統(tǒng)屬控制功能，控制功能產(chǎn)生了微控制器，俗稱單片機(jī)，它促使了嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展至今。
20世紀(jì)70年代，微處理器的控制功能引起了控制專業(yè)人士研究興趣，他們將微機(jī)嵌入到對(duì)象體系內(nèi)，經(jīng)過電氣、機(jī)械加固，并配置各種外圍接口，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)對(duì)象體系的智能化控制。這樣此微機(jī)便失去了原來的形態(tài)和微型計(jì)算機(jī)功能，嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱嵌入式系統(tǒng))由此而得名。由于嵌入式系統(tǒng)要求嵌入到對(duì)象器件內(nèi)，體積要特小，功能要可靠，成本還要低，而計(jì)算機(jī)無(wú)法承擔(dān)起對(duì)對(duì)象系統(tǒng)的智能化控制任務(wù)。
微控制器也就是傳統(tǒng)意義上的單片機(jī)。它的特點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于開發(fā)以及價(jià)格經(jīng)濟(jì)。它可以說是目前嵌入式系統(tǒng)的前身。單片機(jī)就是把對(duì)象所需要的主要功能集成到了一個(gè)芯片上，通常一個(gè)單片機(jī)芯片包含了運(yùn)算處理單元、ARM、Flash存儲(chǔ)器以及一些外部接口等。通過外部接口可以輸出或者輸入信號(hào)，控制相應(yīng)的設(shè)備，用戶可以把編寫好的代碼燒寫到單片機(jī)芯片內(nèi)部來控制外部設(shè)備。單片機(jī)常被用在智能儀器、工業(yè)測(cè)量、辦公自動(dòng)化方面。
我們由嵌入式系統(tǒng)發(fā)展起源的歷史看，嵌入式系統(tǒng)起源于半導(dǎo)體集成電路，它不是起源于計(jì)算機(jī)，所以它不是“專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”，它是專用的智能化的控制系統(tǒng)。
2.2 技術(shù)發(fā)展方向不同
嵌入式系統(tǒng)顧名思義，嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)和各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物，這一點(diǎn)就決定了它必然是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識(shí)集成系統(tǒng)。所以，介入嵌入式系統(tǒng)行業(yè)，必須有一個(gè)正確的定位。例如Palm之所以在PDA領(lǐng)域占有70%以上的市場(chǎng)，就是因?yàn)槠淞⒆阌趥�(gè)人電子消費(fèi)品，著重發(fā)展圖形界面和多任務(wù)管理;而風(fēng)河的Vxworks之所以在火星車上得以應(yīng)用，則是因?yàn)槠涓邔?shí)時(shí)性和高可靠性。
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