嵌入式系统定义与特点

嵌入式系统（embedded system）是以应用为中心，以计算机技术为基础，对系统的功能、可靠性、成本、体积和功耗等严格要求，可高度定制和裁剪软硬件资源的专用计算机系统。这个定义主要包含两个信息：一是嵌入式系统是专用计算机系统，因此必须要有处理器，具备计算机系统的基本特征，二是嵌入式系统的功能是有严格要求并按照指定的应用而设计的。

这种以应用为中心的定义方法将嵌入式系统作为一个可随时随地嵌入到另一个应用中的计算机系统，它可以被认为是一个独立运行的系统，也能够提供给一定的外部接口连接。图1-2就是一个以单片机为核心的典型的嵌入式系统的应用结构图。该系统具备输入信号及其转换电路（包括模拟量和数字量输入）、MCU控制、输出控制电路和通信接口等。

图1-2 一个以单片机为核心的嵌入式系统的应用结构图

通过对嵌入式系统的基本介绍，可以总结嵌入式系统以下几个基本特征。

1.具有特定功能，用于特定的任务

这个特点是嵌入式系统和通用计算机系统最本质的区别。当今，嵌入式系统的智能化程度越来越高，功能越来越强大，但是始终要以完成特定功能为重点。但随着硬件资源越来越丰富，软件的升级性和扩展性越强，嵌入式系统的这一特征也逐渐模糊化。例如智能手机、MP4和平板计算机等，这些产品具有嵌入式系统的特征，同时也逐渐具备一般计算机系统的通用性。

2.注重成本控制与功耗要求(www.xing528.com)

对于很多嵌入式系统而言，由于功能比较单一、固定，资源比较有限，因而在规划嵌入式系统的结构设计时，对软硬件资源的设计通常是做到够用即可，只要能够满足嵌入式系统设计要求的特定应用，就不会随意增加资源，往往还要对系统进行优化和精简，从而达到控制成本的目的。嵌入式系统的应用环境往往比较特殊，因而嵌入式系统更为关注功耗的要求，各种低功耗技术经常会出现在系统软硬件设计中。

3.具有实时性的要求

对于一些对实时性要求非常严格的嵌入式系统而言，系统能够在规定时间内对外部事件做出反应是非常关键的。当然所谓的实时性也是相对而言，针对不同的应用自然有不同的标准，对于人机交互系统，系统在1s内能够做出反应就能够被接受，而如果是对于一个汽车制动控制系统而言，就要求系统在毫秒级别内做出反应。因此嵌入式系统的实时性是设计者必须慎重考虑的问题。

4.软硬件可靠性要求更高

由于嵌入式系统应用在各行各业，应用环境也复杂多变，在某些环境下一个很小的错误可能会导致灾难性的后果，因此无论是软硬件，都具有很高的可靠性要求，尤其是在特殊的应用场合，可靠性是嵌入式系统设计需要考虑的首要因素。但可靠性的提升往往是需要以成本的提升为代价的。因此，嵌入式系统的可靠性要求需要针对具体的应用进行统筹分析，在硬件的设计与软件开发上同步提升，缺一不可。

5.具有较长的生命周期

由于嵌入式系统是面向具体的应用的，它的升级换代也是和具体的应用同步进行，各个行业的应用系统和产品很少发生突然性的跳跃，嵌入式系统中的软件也因此更强调可继承性和技术衔接性，因此嵌入式系统的发展也体现出相对的稳定性，嵌入式系统的相关产品的生命周期因此也要长得多。