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智能技术不断革新 嵌入式系统或将迎来转型期

供稿:中国工控网 2016/7/21 9:35:36

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还是照老规矩,讲解之前先普及概念。什么是嵌入式系统?嵌入式系统是一种完全嵌入受控器件内部,为特定应用而设计的专用计算机系统,也是一种控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。一般而言,嵌入式系统的构架可以分成四个部分:处理器、存储器、输入输出(I/O)和软件。嵌入式系统技术具有非常广阔的应用前景,其应用领域可以包括:工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理、POS网络等领域。

据小编了解,我们通常所说的嵌入式系统,实际是指一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上,所有带有数字接口的设备都使用嵌入式系统,有些嵌入式系统还包含操作系统,但大多数嵌入式系统都是由单个程序实现整个控制逻辑。与个人计算机这样的通用计算机系统不同,嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务,设计人员能够对它进行优化,减小尺寸降低成本。

嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物,这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。就小编梳理的情况来看,嵌入式系统主要有以下几个特征:

系统内核小。由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的,系统资源相对有限,所以内核较之传统的操作系统要小得多。

专用性强。嵌入式系统的个性化很强,其中的软件系统和硬件的结合非常紧密,一般要针对硬件进行系统的移植,即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。

系统精简。嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分,不要求其功能设计及实现上过于复杂,这样一方面利于控制系统成本,同时也利于实现系统安全。

高实时性的系统软件(OS)是嵌入式软件的基本要求。而且软件要求固态存储,以提高速度;软件代码要求高质量和高可靠性。

嵌入式软件开发要想走向标准化,就必须使用多任务的操作系统。嵌入式系统的应用程序可以没有操作系统直接在芯片上运行;但是为了合理地调度多任务、利用系统资源、系统函数以及和专家库函数接口,用户必须自行选配RTOS开发平台,这样才能保证程序执行的实时性、可靠性,并减少开发时间,保障软件质量。

嵌入式系统开发需要开发工具和环境。由于其本身不具备自举开发能力,即使设计完成以后用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改的,必须有一套开发工具和环境才能进行开发。

嵌入式系统与具体应用有机结合在一起,升级换代也是同步进行。因此,嵌入式系统产品一旦进入市场,具有较长的生命周期。

为了提高运行速度和系统可靠性,嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片中。

信息时代,数字时代使得嵌入式产品获得了巨大的发展契机,为嵌入式市场展现了美好的前景,同时也对嵌入式生产厂商提出了新的挑战,从中可以看出未来嵌入式系统的几大发展趋势:

系统与环境并重。嵌入式开发是一项系统工程,因此要求嵌入式系统厂商不仅要提供嵌入式软硬件系统本身,同时还需要提供强大的硬件开发工具和软件包支持。目前很多厂商已经充分考虑到这一点,在主推系统的同时,将开发环境也作为重点推广,当然,这也是市场竞争的结果。

芯片集成多种功能。网络化、信息化的要求随着因特网技术的成熟、带宽的提高日益提高,使得以往单一功能的设备结构更加复杂。这就要求芯片设计厂商在芯片上集成更多的功能以满足应用功能的升级。

网络互联成为必然趋势。未来的嵌入式设备为了适应网络发展的要求,必然要求硬件上提供各种网络通信接口。同时也需要提供相应的通信组网协议软件和物理层驱动软件。软件方面系统系统内核支持网络模块,甚至可以在设备上嵌入Web浏览器,真正实现随时随地用各种设备上网。

精简系统内核、算法,降低功耗和软硬件成本。未来的嵌入式产品是软硬件紧密结合的设备,这就要求设计者选用最佳的编程模型和不断改进算法,优化编译器性能。因此,既要软件人员有丰富的硬件知识,又需要发展先进嵌入式软件技术。

提供友好的多媒体人机界面。嵌入式设备能与用户亲密接触,最重要的因素就是它能提供非常友好的用户界面。这就要求嵌入式软件设计者要在图形界面,多媒体技术上痛下苦功。手写文字输入、语音拨号上网、收发电子邮件以及彩色图形、图像都会使使用者获得自由的感受。

审核编辑(郑益文)
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