湯吉強(qiáng)

摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用對(duì)我們的日常生活產(chǎn)生了巨大影響。越來(lái)越多的人呼吁將嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。但實(shí)際情況卻是很多嵌入式系統(tǒng)被因特網(wǎng)拒之門外。但隨著因特網(wǎng)技術(shù)與信息產(chǎn)業(yè)、工業(yè)操控技術(shù)的日益融合，我們就有信心相信在不久的將來(lái)，嵌入式設(shè)備與因特網(wǎng)結(jié)合技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞 嵌入式系統(tǒng) Internet 技術(shù)融合 發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

嵌入式系統(tǒng)是一種以應(yīng)用技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為基本的，能夠滿足各種性能、成本、體積、耗能等方面要求的專業(yè)系統(tǒng)。涵蓋的領(lǐng)域涉及電子、計(jì)算機(jī)、電子機(jī)械等。

1 嵌入式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 微處理器

微處理器是嵌入式系統(tǒng)的核心部件，它能夠使各個(gè)配件得以有效的運(yùn)作和控制，并使其正確快速的完成任務(wù)。

1.2 系統(tǒng)軟件

嵌入式系統(tǒng)軟件同一般的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件相比容量更小、效率更高。這是因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)為了提高運(yùn)行速率和安全性能，一般都將軟件固定在控制器或存儲(chǔ)芯片的內(nèi)部。

1.3 傳感器

傳感器是嵌入式系統(tǒng)外部環(huán)境探測(cè)的重要工具。隨著其與外部環(huán)境的有機(jī)結(jié)合，逐漸成為嵌入式系統(tǒng)有效運(yùn)轉(zhuǎn)的核心。傳感器能夠根據(jù)外界環(huán)境的變化向系統(tǒng)傳達(dá)各種信息，便于系統(tǒng)對(duì)執(zhí)行部件傳達(dá)運(yùn)行措施。傳感器具有不同的規(guī)模、性質(zhì)、形式，但在感知外部情況的功能方面不盡相同。

1.4 人機(jī)界面

嵌入式系統(tǒng)往往受到費(fèi)用、功能消耗、速率等特定條件的限制，在人機(jī)界面上比較簡(jiǎn)單。這同桌面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中便于操作的人機(jī)界面有很大不同。

1.5 電子元件、機(jī)械

電子元件和機(jī)械是系統(tǒng)各種功能有效實(shí)現(xiàn)的途徑之一，同機(jī)身能夠讓飛機(jī)飛上天空、顯示器將畫面呈現(xiàn)給觀眾的原理一樣。只是在結(jié)構(gòu)和功能方面的差別有所不同。

1.6 存儲(chǔ)器

與常見的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)較大的存儲(chǔ)容量相比，嵌入式系統(tǒng)的軟件要求的存儲(chǔ)求容量較小。這主要由于嵌入式系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)具有固定性。但對(duì)存儲(chǔ)器的速率、功能消耗量要求較高。

1.7 A/D、D/A的轉(zhuǎn)化

我們知道模擬器是用來(lái)處理現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的物理量的部件。由于一些技術(shù)的局限，目前的微處理器只能針對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行跟蹤處理。所以若想讓微處理器完成處理環(huán)境中的流量、溫度等任務(wù)，第一步就是進(jìn)行A/D到D/A的轉(zhuǎn)化。其中A/D主要負(fù)責(zé)對(duì)物理量的轉(zhuǎn)化和采入，D/A則是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化成模擬信號(hào)，對(duì)執(zhí)行設(shè)備完成任務(wù)起到驅(qū)動(dòng)的作用

1.8 執(zhí)行裝置

執(zhí)行裝置是嵌入式系統(tǒng)操作控制的終端執(zhí)行者。各個(gè)機(jī)械和部件的高效運(yùn)作都離不開執(zhí)行裝置。執(zhí)行裝置和各個(gè)部件的接口也是形態(tài)各異的。所以就對(duì)執(zhí)行裝置的設(shè)計(jì)產(chǎn)生很高的要求，也是嵌入式系統(tǒng)有效完成各項(xiàng)任務(wù)的重中之重。

1.9 電源

嵌入式系統(tǒng)的電源具有很強(qiáng)的針對(duì)性。根據(jù)不同的要求有時(shí)需要使用交流電，有些則要使用電池；有些工作部件需要高壓電源，有些則需要低壓電源。總之嵌入式系統(tǒng)的電源是根據(jù)工作要求的變化而變化的。這也對(duì)電源各個(gè)部件和操作管理提出了很高的要求。

2 關(guān)于嵌入式系統(tǒng)的特殊之處

（1）嵌入式系統(tǒng)具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。無(wú)論是硬件和軟件都經(jīng)過(guò)高精密的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)。取其精華，去其糟粕。力求在同樣面積的硅片上創(chuàng)造出更顯著更高效的性能。

（2）嵌入式系統(tǒng)是集合技術(shù)、資金、創(chuàng)新能力為一體的高水平知識(shí)系統(tǒng)。它將微機(jī)技術(shù)與半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)行合理整合，再與電子技術(shù)的各個(gè)行業(yè)有機(jī)融合，最終實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)、廣泛應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)目標(biāo)。

（3）嵌入式系統(tǒng)將應(yīng)用軟件固定在存儲(chǔ)器芯片上或是其單片機(jī)本身，這有別于以往存儲(chǔ)于磁盤內(nèi)部等系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性和高速執(zhí)行性。

（4）嵌入式系統(tǒng)生命周期很長(zhǎng)。嵌入式系統(tǒng)隨著時(shí)代的要求而變化，具有升級(jí)換代快等特點(diǎn)，基本與具體產(chǎn)品的改變速度保持一致。一旦廣泛的投入到市場(chǎng)，必將勢(shì)頭迅猛。

（5）嵌入式系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性。這不僅是Windows Embedded的一大優(yōu)點(diǎn)。也是嵌入式操作系統(tǒng)在電子控制領(lǐng)域的一項(xiàng)重要標(biāo)準(zhǔn)。依照實(shí)時(shí)性特點(diǎn)的要求，又分為準(zhǔn)實(shí)時(shí)和硬實(shí)時(shí)。準(zhǔn)實(shí)時(shí)的內(nèi)核不是實(shí)時(shí)系統(tǒng)，主要是針對(duì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的需要而設(shè)計(jì)完成的，具有很強(qiáng)的獨(dú)立性和嚴(yán)謹(jǐn)性。硬實(shí)時(shí)則主要以發(fā)展的眼光來(lái)看待內(nèi)核系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求具有很強(qiáng)的專業(yè)性，如航空航天領(lǐng)域和國(guó)防軍工領(lǐng)域。極盡苛刻的要求是對(duì)硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)的一大考驗(yàn)。比如大家眾所周知廣泛應(yīng)用于航空技術(shù)的黑匣子系統(tǒng)，它主要針對(duì)飛機(jī)在飛行過(guò)程中出現(xiàn)故障一瞬間的實(shí)時(shí)記錄。這樣高標(biāo)準(zhǔn)的要求就需要硬實(shí)時(shí)的系統(tǒng)操控。而準(zhǔn)實(shí)時(shí)系統(tǒng)在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域方面應(yīng)用較廣泛，最讓人熟知的準(zhǔn)實(shí)時(shí)系統(tǒng)恐怕就是微軟的Windows Embedded了。

（6）嵌入式系統(tǒng)必須配備相關(guān)的開發(fā)工具。因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)本身并不具備自主開發(fā)的更新能力，這就導(dǎo)致用戶不能隨意對(duì)系統(tǒng)中的各個(gè)程序進(jìn)行修改。這也是其有別于其他桌面計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)的原因。

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，各種計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的不斷完善。嵌入式系統(tǒng)的投入和使用勢(shì)在必行。目前各個(gè)科研人員正在努力完善軟硬件功能，在以提高自主創(chuàng)新能力為前提的條件下，創(chuàng)造出許多功能齊全，操作簡(jiǎn)單的系統(tǒng)軟件。所以我們有信心也有能力使嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)越來(lái)越完善、功能越來(lái)越增加、使用越來(lái)越方便，讓嵌入式系統(tǒng)能夠廣泛的投入到科技生產(chǎn)的浪潮中去。

參考文獻(xiàn)

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