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2 嵌入式系统 2.1 嵌入式系统介绍 嵌入式系统（Embedded system），是20世纪 70年代以后计算机行业发展过程中出现的一个分支。最为普遍接受的定义为，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、功耗等严格要求的专用计算机系统。其实，嵌入式系统融合计算机软硬件技术以及微电子技术和通信，在应用系统中加入了计算机。所以我们常把它称为看不见的计算机，它包含通用和专用接口以及各类输入输出设备[1]。 嵌入式系统的三要素是嵌入性、专用性和计算机系统。由这些要素可以衍生出嵌入式系统的相关特性，下面来谈一谈嵌入式系统的特点。 2.2 嵌入式系统的产生和发展 1）嵌入式系统的出现和兴起 20 世纪 60 年代的航空级军事领域开始使用以晶体管和磁芯存储为基础的计算机。军事领域中，为了满足可靠性、体积及重量等方面的各项要求，武器系统设计展开了丰富的嵌入式计算机系统设计。 2）无操作系统阶段 以单片机为核心的低级嵌入式系统是嵌入式发展的第一阶段。微电子技术的迅速发展，芯片发展成高集成、小体积、性能可靠以及功能多样，逐步从传统电子系统发展为现代电子系统时代。在这样的背景下，人们开始致力于将计算机系统集成在一个芯片上，也就是常说的单片机。70年代单片机的出现，使得成千上万种产品可以在内部装电子装置来大幅度提高产品的使用性能。此阶段的嵌入式系统结构和功能比较简单，处理效率也不高，存储容量和用户接口小，当然成本也较低。通常不涉及操作系统[2]。 3）简单实时系统阶段 80年代，微电子技术的发展带动了更先进的微处理器的出现，它们使得数字声频处理图像处理、信号处理、频谱分析和数字滤波的实习成为可能。为了获得缩短开发周期，降低资金，提高开发效率源]自{751^*论\文}网·www.751com.cn/ ，程序员们开始使用商业操作系统编写应用软件，这时嵌入式系统才真正的出现了。操作系统包括任务管理、任务间的通讯、支持中断、管理内存和同步与互相排斥等功能。DSP 技术的发展促进了嵌入式系统到各领域的应用，还使嵌入式系统发展成为以微处理器为硬件核心，以简单操作系统为软件核心的系统。这样的开放性使嵌入式系统能在各种处理器上发挥作用，具有不错的兼容性。在嵌入式系统出现后，软件开发公司不断推出嵌入式实时系统的开发工具来支持嵌入式系统的发展。这时的嵌入式操作系统内核小、效率高、可以裁剪扩展、可以配置和移植。硬件仿真器、源码级的交叉调制器等开发工具为嵌入式系统应用提供了更宽广的发展空间。
4）实时多任务操作系统阶段 90年代以后，嵌入式系统在分布控制和数字化通信以及信息电器的巨大需求牵引下持续高速发展。实时核随着软件规模不断上升，发展成为实时多任务操作系统并成为嵌入式系统软件平台的主流。硬件方面出现了高集成、多功能、多种类、低功耗的32位微处理芯片。这时很多公司开始大力开发嵌入式系统。这一阶段是以嵌入式操作系统为特征的嵌入式系统。嵌入式操作系统能在各种类型的微处理器上运行，兼容性好；操作系统内核小、效率高，高度模块化；具备文件目录管理、支持网络应用和多任务、拥有图形窗口和用户界面；开发简单，应用丰富。 5）面向 Internet 阶段 随着网络应用不断深入，随着信息电器迅速发展，嵌入式技术与 Internet 技术有机结合在一起，推动嵌入式技术的发展。人们不管在何时何地都可以与互联网连接，计算机的能力将不受硬件限制。因此，这一阶段是以互联网为特征的嵌入式系统。随着互联网的发展以及互联网与工业控制、信息电器的密切结合，嵌入式设备与Internet的结合成为必然。
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