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計算機嵌入式系統(tǒng)簡介
社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，嵌入式信息技術(shù)憑借其獨特的優(yōu)點發(fā)展迅速，會得到更多的重視，隨著它的技術(shù)進步，會帶來巨大的社會效益，對加快社會的進步，加強信息交流有著十分重要的作用，它也在影響著人類的生活。下面讓我們一起來了解了解計算機嵌入式系統(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。嵌入式處理器通常是單片機或微控制器。嵌入式應(yīng)用程序支撐軟件平臺。嵌入式軟件包括支撐硬件的驅(qū)動程序、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，都運行于操作系統(tǒng)之上。
2 嵌入式的系統(tǒng)的分類
實時嵌入系統(tǒng)是為執(zhí)行特定功能而設(shè)計的，在實時系統(tǒng)中，如果系統(tǒng)在指定的時間內(nèi)未能實現(xiàn)某個確定的任務(wù)，則系統(tǒng)被稱為硬實時系統(tǒng)。而在軟實時系統(tǒng)中，雖然響應(yīng)時間同樣重要，但是超時卻不會導(dǎo)致致命錯誤。當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)功能較強大，輔助工具較齊全，可應(yīng)用的范圍較廣，系統(tǒng)資源相對有限，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)一般對用戶不公開，它是一些專業(yè)公司針對該公司的產(chǎn)品所特制的嵌入式操作系統(tǒng)。功能相對較弱，但具有較強的針對性，比普通的商用嵌入式操作系統(tǒng)更加安全可靠。
(3)開放嵌入式操作系統(tǒng)。
開放嵌入式操作系統(tǒng)是近年來迅速發(fā)展的一類操作系統(tǒng)。但開放嵌入式操作系統(tǒng)的功能簡單、技術(shù)支持以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性也相對較差，對實時任務(wù)有很強的支持能力，能完成多任務(wù)并且有較短的，因此對應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)者提出了較高的要求。
3 嵌入式系統(tǒng)的特點
(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)資源是相對有限的，內(nèi)核要相對小于傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)。
(2)強實時性。
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)可以沒有操作系統(tǒng)直接在芯片上運行;一般要針對硬件進行系統(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行修改。
(3)專用性強。
嵌入式系統(tǒng)的個性化很強，一般沒有系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的明顯區(qū)分，不要求其功能設(shè)計及實現(xiàn)上過于復(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行修改。
(4)統(tǒng)一的接口。
嵌入式應(yīng)用軟件的設(shè)計者提供統(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，以提高速度;要求高質(zhì)量和高可靠性。
(5)操作簡便、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，計算機用于總體控制和監(jiān)視，而不是對單個設(shè)備直接控制。
(6)網(wǎng)絡(luò)功能強大。
嵌入式操作系統(tǒng)對TCP/IP等協(xié)議都支持，網(wǎng)絡(luò)功能很強大為各種移動的計算設(shè)備預(yù)留接口。
(7)強穩(wěn)定性。
嵌入式操作系統(tǒng)運行時就不再要求人進行過多的干預(yù)，在這種情況下，對系統(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器芯片或單片機本身中。
(8)固化代碼。
在嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機地結(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
嵌入式系統(tǒng)的興起是從1971年以第一個微處理器4004開始的，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。
未來的嵌入式系統(tǒng)需要提供更強大的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。要求配備標準的一種或多種網(wǎng)絡(luò)通信接口，滿足小型化、低成本、低功耗的優(yōu)點。選用最佳的編程模型和不斷的改進算法，如JAVA編程模式、優(yōu)化編譯器性能等。同時可以滿足自然的人機交互界面，如手寫文字輸入、短消息語音發(fā)布、語音識別、語音撥號上網(wǎng)等功能。隨著Internet技術(shù)的成熟、帶寬的提高，嵌入式應(yīng)用的平臺也會更加地完善。
5 嵌入式系統(tǒng)的實現(xiàn)
(1)主機、目標機的體系結(jié)構(gòu)。
主機、目標機體系結(jié)構(gòu)是把開發(fā)工具放在主機上，操作系統(tǒng)的核心模塊放在目標機上，操作系統(tǒng)支持跟蹤調(diào)試，在目標機上對操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件進行運行�？蓴U展的處理器結(jié)構(gòu)，以能最迅速地開發(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)計嵌入式操作系統(tǒng)時，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。當前，增強操作系統(tǒng)的模塊是嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)展的一個總趨勢。
(3)充分利用現(xiàn)有資源。
由于軟件技術(shù)的高度發(fā)達，為了減少對操作系統(tǒng)開發(fā)的工作量和能源的消耗，可充分利用現(xiàn)有的資源進行設(shè)計。嵌入式微處理器必須功耗很低，是用于便攜式的無線及移動的計算和通信設(shè)備中靠電池供電嵌入式系統(tǒng)。
(4)制定API標準。
給用戶提供標準的、實用的應(yīng)用程序接口，嵌入式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)實時高效性、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。
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