2022年嵌入式系统的发展过程与现状 .pdf

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1、嵌入式系统的发展过程与现状在信息技术和网络技术高速发展的后PC 时代,嵌入式系统已经广泛地渗透到科学研究、工程设计、军事技术等众多领域。随着各种嵌入式产品的开发和推广，嵌入式技术和人们的生活将会越来越密切。在 PC时代，可能有人从来没有接触过计算机。但是在后PC 时代，他就不可能不接触嵌入式系统。 因为嵌入式系统存在于生活的方方面面，从洗衣机、电冰箱等到家用电器，到自行车、汽车等交通工具，以及办公室里的几乎每一个电气设备，其中可能都有嵌入式系统， 或者都属于嵌入式技术开发和改造的对象。我们所说的嵌入式系统由于使用的范围很广，因此并没有一个比较统一的定义。一般我们可以认为嵌入式系统一般指非PC

2、系统，它包括硬件各软件两部分。硬件包括处理器(或微处理器 )、存储器、外设器件、 I/O 端口和图形控制器等。软件部分包括操作系统和应用程序编程。因此我主要从芯片，外围器件，软件和开发系统的发展来阐述嵌入式系统的发展过程与现状。首先，就嵌入式系统的芯片(嵌入式处理器)而言，我们知道嵌入式系统的出现最初是基于单片机发展起来的。因此可以说嵌入式系统的芯片的发展是伴随着微处理器的发展成长起来的，最早的单片机是 Intel 公司的 8048，它出现在 1976 年。Motorola 同时推出了 68HC05，Zilog 公司推出了 Z80 系列，这些早期的单片机均含有 256 字节的 RAM 、4K

3、的 ROM、4 个 8 位并口、 1 个全双工串行口、两个 16 位定 时 器。之后在 80 年代初， Intel 又进一步完善了名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 8048，在它的基础上研制成功了8051，这在单片机的历史上是值得纪念的一页，迄今为止，51 系列的单片机仍然是最为成功的单片机芯片，在各种产品中有着非常广泛的应用。同样嵌入式系统的芯片也是经过了由低到高的发展过程。如最初ARM 系列的ARM1 ，其地址

4、空间是26 位，仅支持26 们寻址空间。不支持乘法或协处理器指令。而在实际应用当中工控的要求往往较高，需要各种各样的设备接口，除了进行实时控制，还须将设备状态，传感器的信息等在显示屏上实时显示。 这些要求 8 位的处理器是无法满足的， 以前多数使用 16 位的处理器，随着处理器快速的发展，目前32 位、64 位的处理器逐渐替代了16 位处理器，进一步提升了系统性能。而这也正成为一种市场的潮流。其次在芯片飞速发展的同时，其外设也得到了长足的发展。外部设备指嵌入式目标系统与真实环境交互的各种设备，包括通用串行总线、存储设备、鼠标、键盘。液晶显示、红外线数据传输和打印设备等。因为现代加工技术发展,过

5、去那种设定程序后就让其固定地按程序运行的方式已经不能满足人们对现代产品加工的要求了，人们迫切的希望嵌入式系统具有人机交互的功能。例如我们传统的电视、 电冰箱其中也嵌有处理器，但是这些处理器过去只是在控制方面应用。而现在只有按钮、 开关的电器显然已经不能满足人们的日常需求，具有用户界面，能远程控制， 智能管理的电器是未来的发展趋势。我想这也是嵌入式系统外设发展的一个原因。最后作为一个系统， 往往是在硬件和软件交替发展的双螺旋的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共

6、4 页 - - - - - - - - - 支撑下逐渐趋于稳定和成熟，嵌入式系统也不例外。从 80 年代早期开始，嵌入式系统的程序员开始用商业级的“ 操作系统 ” 编写嵌入式应用软件，这使得可以获取更短的开发周期，更低的开发资金和更高的开发效率，“ 嵌入式系统 ” 真正出现了。确切点说，这个时候的操作系统是一个实时核，这个实时核包含了许多传统操作系统的特征，包括任务管理、任务间通讯、同步与相互排斥、中断支持、内存管理等功能。其中比较著名的有Ready System 公司的VRTX 、Integrated System Incorporation (ISI) 的 PSOS 和 IMG的VxWor

7、ks、QNX 公司的 QNX 等。这些嵌入式操作系统都具有嵌入式的典型特点：它们均采用占先式的调度，响应的时间很短，任务执行的时间可以确定；系统内核很小，具有可裁剪，可扩充和可移植性，可以移植到各种处理器上；较强的实时和可靠性，适合嵌入式应用。这些嵌入式实时多任务操作系统的出现，使得应用开发人员得以从小范围的开发解放出来，同时也促使嵌入式有了更为广阔的应用空间。90 年代以后，随着对实时性要求的提高，软件规模不断上升，实时核逐渐发展为实时多任务操作系统（RTOS） ，并作为一种软件平台逐步成为目前国际嵌入式系统的主流。这时候更多的公司看到了嵌入式系统的广阔发展前景， 开始大力发展自己的嵌入式操

8、作系统。除了上面的几家老牌公司以外，还出现了Palm OS，WinCE，嵌入式Linux，Lynx，Nucleux，以及国内的 Hopen，Delta Os 等嵌入式操作系统。随着嵌入式技术的发展前景日益广阔，相信会有更多的嵌入式操作系统软件出现。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 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，从中我们可以看出未来嵌入式系统的几大发展趋势：1，网络互联成为必然趋势； 2，精简系统内核、算法，降低功耗和软硬件成本；3 提供友好的多媒体人机界面；相信将来市场会出现更多，功能强大嵌入式系统产品。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -