隨著嵌入式系統(tǒng)復(fù)雜度的提高 軟硬件的協(xié)同是嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵

我國擁有世界上最大的消費(fèi)電子產(chǎn)品市場，手機(jī)、彩電、VCD、家用電器等的擁有量都居世界第一。隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高和消費(fèi)結(jié)構(gòu)的改變，人們對消費(fèi)電子產(chǎn)品的要求越來越高，如產(chǎn)品的靈活性、可控性、耐用性、高性價比等，這些都可以通過合理、有效的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)。另外，在現(xiàn)代化的醫(yī)療、測控儀器和機(jī)電產(chǎn)品中對系統(tǒng)的可靠性、實(shí)時性要求較高，更需要有專用的嵌入式系統(tǒng)的支持，這些需求都極大地刺激了嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展將會更加完善信息產(chǎn)業(yè)的框架，成為信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的加速器。隨著嵌入式系統(tǒng)復(fù)雜度的提高，軟硬件的協(xié)同是嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵。

隨著醫(yī)療電子、智能家居、物流管理和電力控制等方面的不斷風(fēng)靡，嵌入式系統(tǒng)利用自身積累的底蘊(yùn)經(jīng)驗(yàn)，重視和把握這個機(jī)會，想辦法在已經(jīng)成熟的平臺和產(chǎn)品基礎(chǔ)上與應(yīng)用傳感單元的結(jié)合，擴(kuò)展物聯(lián)和感知的支持能力，發(fā)掘某種領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。作為物聯(lián)網(wǎng)重要技術(shù)組成的嵌入式系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)的視角有助于深刻地、全面地理解物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)。

物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了傳感器的連接，其本身也具有智能處理的能力，能夠?qū)ξ矬w實(shí)施智能控制，這就是我們嵌入式系統(tǒng)所能做到的。誠然，物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結(jié)合，利用云計(jì)算、模式識別等各種智能技術(shù)，擴(kuò)充其應(yīng)用領(lǐng)域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數(shù)據(jù)，以適應(yīng)不同用戶的不同需求，發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式。

嵌入式系統(tǒng)的定義

嵌入式系統(tǒng)是一種“完全嵌入受控器件內(nèi)部，為特定應(yīng)用而設(shè)計(jì)的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”，嵌入式系統(tǒng)為控制、監(jiān)視或輔助設(shè)備、機(jī)器或用于工廠運(yùn)作的設(shè)備。與個人計(jì)算機(jī)這樣的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不同，嵌入式系統(tǒng)通常執(zhí)行的是帶有特定要求的預(yù)先定義的任務(wù)。

從產(chǎn)品的應(yīng)用角度來說，嵌入式系統(tǒng)是控制、監(jiān)視或者輔助設(shè)備機(jī)器和車間運(yùn)行的裝置。而眾多不同專業(yè)的人士從各自不同的角度思考和定位嵌入式系統(tǒng)，所以目前對嵌入式系統(tǒng)的定義非常多。

嵌入式系統(tǒng)按照目前業(yè)界和學(xué)術(shù)界對嵌入式系統(tǒng)的普遍看法，是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺。它包括兩部分：

1、以通用處理器為中心的協(xié)議處理模塊，用于網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議的處理；

2、以數(shù)字信號處理器（DSP）為中心的信號處理模塊，用于調(diào)制、解調(diào)和數(shù)／模信號轉(zhuǎn)換。

嵌入式系統(tǒng)的核心部件是各種類型的嵌入式處理器，目前據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前全世界嵌入式處理器的品種總量已經(jīng)超過1000多種，流行體系結(jié)構(gòu)有30幾個系列。由于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的差異性極大，因此選擇是多樣化的。

嵌入式處理器的功耗、體積、成本、可靠性、速度、處理能力、電磁兼容性等均受到應(yīng)用要求的制約。在選擇處理器時要考慮的主要因素在于調(diào)查上市的CPU供應(yīng)商、處理器的處理速度、技術(shù)指標(biāo)、處理器的低工耗、處理器的軟件支持工具、處理器是否內(nèi)置調(diào)試工具、處理器供應(yīng)商是否提供評估板等。

嵌入式軟件系統(tǒng)

盡管嵌入式系統(tǒng)有著無比廣闊的市場需求和發(fā)展前景，但嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展多年來卻經(jīng)歷了一個曲折和痛苦的歷程。隨著微處理器的產(chǎn)生，價格低廉、結(jié)構(gòu)小巧的CPU和外設(shè)連接提供了穩(wěn)定可靠的硬件架構(gòu)，那么限制嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸就突出表現(xiàn)在了軟件方面。

從運(yùn)行平臺來分，嵌入式軟件可以分為：

1、運(yùn)行在開發(fā)平臺上的軟件：設(shè)計(jì)、開發(fā)、測試工具等

2、運(yùn)行在嵌入式系統(tǒng)上的軟件：嵌入式操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序、驅(qū)動程序及部分開發(fā)工具

可用于嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)的操作系統(tǒng)很多，但選擇一個適合的操作系統(tǒng)，關(guān)鍵是從操作系統(tǒng)提供那些開發(fā)工具、操作系統(tǒng)向硬件接口移植的難度、操作系統(tǒng)的內(nèi)存要求、開發(fā)人員是否熟悉此操作系統(tǒng)及其提供的API、操作系統(tǒng)是否有提供硬件的驅(qū)動程序、操作系統(tǒng)是否具有可剪裁、操作系統(tǒng)的實(shí)時性等方面進(jìn)行考慮。

嵌入式應(yīng)用軟件是實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)功能的關(guān)鍵，為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入式軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機(jī)本身中，而不是存儲于磁盤等載體中，軟件代碼要求高質(zhì)量、高可靠性和高實(shí)時性。