嵌入式系统的发展现状及趋势

近年来，随着计算机技术及集成电路技术的发展，嵌入式技术日渐普及，在通信、网络、工控、医疗、电子等领域发挥着越来越重要的作用。嵌入式系统无疑成为当前最热门、最有发展前途的IT应用领域之一，主要发展现状包括以下几个方面。

（1）嵌入式系统已经成为物联网行业的关键技术。如果把物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官；网络就是神经系统，用来传递信息；嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后进行分类处理。而物联网嵌入式系统优势渐显，嵌入式系统在物联网行业应用中发挥的作用也越来越重要。

（2）近几年来，为使嵌入式设备更有效地支持Web服务而开发的操作系统不断推出。这种操作系统在体系结构上采用面向构件、中间件技术，为应用软件乃至硬件的动态加载提供支持，即所谓的“即插即用”，在克服以往的嵌入式操作系统的局限性方面显示出明显的优势。

（3）嵌入式系统与人工智能、模式识别技术的结合，将开发出各种更具人性化、智能化的实际系统。智能手机、数字电视以及汽车电子的嵌入式应用，是这次机遇中的切入点。伴随网络技术、网格计算的发展，以嵌入式移动设备为中心的“无所不在的计算”将成为现实。

（4）随着芯片计算能力的提升，“计算机”会消失，而“计算”将会无处不在。由此带来的大量数据通信、数据分析等，将会对整个系统的安全与可靠性提出更高要求，由此将对可信嵌入式系统的发展提出新的需求。可信嵌入式系统是一种以系统性的严格标准研发、生产出的安全可靠的嵌入式系统，在医疗、航天航空、核工业等对信息安全要求严格的领域，有着广泛需求和应用。

（5）目前对于企业专用解决方案，如物流管理、条码扫描、移动信息采集等大都采用小型手持嵌入式系统。嵌入式系统不仅可以用于ATM

机、自动售货机、工业控制等专用设备，和移动通信设备、GPS、娱乐相结合，嵌入式系统同样可以发挥巨大的作用。计算机应用的普及、互联网技术的实用以及纳米微电子技术的突破，正有力推动着21世纪工业生产、商业活动、科学实验和家庭生活等领域自动化和信息化的进程。全过程自动化产品制造、大范围电子商务活动、高度协同科学实验以及现代化家庭起居，为嵌入式产品带来了崭新而巨大的商机，同时还包括机器人以及规模较大的家用汽车电子系统、Web可视电话、Web游戏机、Web PDA（俗称电子商务、商务通）、WAP电话手机及多媒体产品，如STB（电视机顶盒）、DVD播放机、电子阅读机等。(www.xing528.com)

信息时代、数字时代使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）嵌入式开发越来越向系统工程方面发展。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。如三星在推广Arm7、Arm9芯片的同时还提供开发版及支持包（BSP），而Window CE在主推系统时也提供Embedded VC++作为开发工具，还有VxWorks的Tonado开发环境、DeltaOS的Limda编译环境等都是这一趋势的典型体现。

（2）嵌入式系统的结构更加复杂、智能化程度要求越来越高。这就要求芯片设计厂商在芯片上集成更多的功能。为了满足应用功能的升级，设计师们一方面采用更强大的嵌入式处理器如32位、64位RISC芯片或信号处理器DSP增强处理能力，同时增加功能接口（如USB），扩展总线类型（如CAN BUS），加强对多媒体、图形等的处理，逐步实施片上系统（SOC）的概念。软件方面采用实时多任务编程技术和交叉开发工具技术来控制功能复杂性，简化应用程序设计，保障软件质量和缩短开发周期。

（3）嵌入式设备的网络互联将成为必然趋势。未来的嵌入式设备为了适应网络发展的要求，必然要求硬件提供各种网络通信接口。传统的单片机对于网络支持不足，而新一代的嵌入式处理器已经开始内嵌网络接口，除了支持TCP/IP协议，有的还支持IEEE 1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口中的一种或者几种，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。软件方面的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。

（4）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，为了降低功耗和成本，需要设计者尽量精简系统内核，只保留和系统功能紧密相关的软硬件，利用最低的资源实现最适当的功能，这就要求设计者选用最佳的编程模型，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，如Java、Web和WAP等。

（5）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。图像界面、灵活的控制方式，使人们感觉嵌入式设备就像是一个熟悉的老朋友。这方面的要求使得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。目前一些先进的PDA在显示屏幕上已实现汉字写入、短消息语音发布，但一般的嵌入式设备距离这个要求还有很长的路要走。