嵌入式系统概括

时间:2023-04-01 22:06:52

嵌入式系统定义


IEEE(国际电气电子工程师学会)的定义:嵌入式系统是用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置

含义:嵌入式系统就是将计算机的硬件或者软件嵌入其他机、电设备或者应用系统中去,所构成了一种新的系统,即嵌入式系统。

构造原则:嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,采用可裁剪软硬件,适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统,用于实现对其他设备的控制、监视或者管理等功能。

嵌入式系统适用场合


检测、控制 :数控机床、单机电、仪表

小型化、微型化器件、设备:通信、医疗、移动办公

大吞吐量信号处理:视频流处理

移动媒体信号处理:DC、MP3、MP4

多机电协同工作:汽车电子、航空电子

嵌入式系统发展历程


嵌入式系统的发展历程可以分成以下几个阶段:

  1. 单片机时代(1970年代-1980年代初):单片机是嵌入式系统的先驱,具有集成度高、功耗低、体积小等特点,广泛应用于电子计算器、电子钟表、迷你电视机等小型家用电器中。

  1. 微处理器时代(1980年代中期-1990年代初):随着微处理器技术的发展,嵌入式系统开始采用更为先进的处理器,如Intel 8051、Motorola 68000等,应用领域也逐渐扩大,如汽车电子、工业自动化、通讯设备等。

  1. 操作系统时代(1990年代中期-2000年代初):随着嵌入式系统应用场景的不断扩大,单纯的硬件设计已不能满足需求,嵌入式操作系统应运而生,如uC/OS、Linux等,使得嵌入式系统的开发更加高效、稳定。

  1. 网络时代(2000年代中期-现在):随着互联网的普及和移动设备的兴起,嵌入式系统开始具备网络连接功能,如智能手机、智能家居、智能穿戴等,为人们的生活带来了更多便利。

总的来说,嵌入式系统的发展历程是从单一功能的单片机到功能强大、连接互联网的嵌入式系统,应用领域也逐渐扩大,成为现代工业、智能家居等领域的重要组成部分。

嵌入式系统构成要素


嵌入式系统是由硬件和软件两部分构成的,其中硬件包括处理器、存储器、输入输出接口、传感器、执行器等;软件包括嵌入式操作系统、应用程序、驱动程序等。

具体构成要素如下:

  1. 处理器:是嵌入式系统的核心部件,负责控制系统的运行和执行各种任务。常见的处理器有ARM、MIPS、x86等。

  1. 存储器:嵌入式系统需要存储各种程序和数据,包括ROM、RAM、Flash等。

  1. 输入输出接口:嵌入式系统需要与外部设备进行通信,包括串口、并口、USB接口、以太网接口等。

  1. 传感器:嵌入式系统需要获取外部环境信息,包括温度、湿度、光照、声音等传感器。

  1. 执行器:嵌入式系统需要对外部环境进行控制,包括电机、电磁阀、LED等执行器。

  1. 嵌入式操作系统:嵌入式系统需要运行嵌入式操作系统,如uC/OS、FreeRTOS、Linux等。

  1. 应用程序:嵌入式系统需要运行各种应用程序,如数据采集、控制、通信等。

  1. 驱动程序:嵌入式系统需要驱动各种硬件设备,如传感器、执行器、输入输出接口等。