嵌入式系统的发展及应用

虽然嵌入式系统是近几年才开始真正风靡起来,但事实上“嵌入式”这个概念却很早就已经存在了;从20 世纪70 年代初单片机的出现到今天各种嵌入式处理器、微控制器的广泛应用,嵌入式已有40 多年的历史,大致经历了四个阶段。

(1)低级嵌入式系统(以单片机为核心)

嵌入式最初的应用是基于单片机的,一般没有操作系统的支持,只能通过汇编语言对系统进行直接控制,运行结束后再清除内存。 这些装置虽然已经具备了嵌入式应用的特点,但仅仅只是由8 位的CPU 芯片来执行一些单线程的程序。

由于这种嵌入式系统使用简便、价格低廉,因而曾经在工业控制领域中得到了非常广泛的应用,但却无法满足现今执行效率、存储容量都有较高要求的信息产品、智能设备等场合的需要。

特点:系统结构和功能相对单一,处理效率较低,存储容量较小,几乎没有用户接口。

(2)初级嵌入式系统(以嵌入式微处理器为基础)

20 世纪80 年代,随着微电子工艺水平的提高,IC 制造商开始将嵌入式应用中所需的微处理器、I/O 接口、串行接口以及RAM、ROM 等部件全部集成到一片VLSI(Very Large Scale Intergration)中,制造出面向I/O 设计的微处理器,并一举成为系统领域中异军突起的新秀。与此同时,嵌入式系统的程序员也开始基于一些简单的“操作系统”开发嵌入式应用软件,大大缩短了开发周期,提高了开发效率。(www.xing528.com)

特点:出现了大量高可靠、低功耗的嵌入式CPU;操作系统具有兼容性、扩展性,但用户界面简单。

(3)中级嵌入式系统(以嵌入式操作系统为标志)

20 世纪90 年代,在分布控制、柔性制造、数字化通信和信息家电等巨大需求的推动下,嵌入式系统进一步飞速发展。 随着硬件实时性要求的提高,嵌入式系统的软件规模也不断扩大,逐渐形成了实时多任务操作系统(RTOS),并开始成为嵌入式系统的主流。

特点:操作系统的实时性得到了很大的改善,已经能够运行在各种不同类型的微处理器上,具有高度的模块化和扩展性。 此时的嵌入式操作系统已经具备了文件和目录管理、设备管理、多任务、网络、图形用户界面(GUI)等功能,并提供了大量的应用程序接口(API),从而使得应用软件的开发变得更加简单。

(4)高级嵌入式系统(以移动互联网为标志)

今天是一个高度信息化的时代,将嵌入式系统应用到各种网络环境、通信环境中去成为必然趋势。 随着互联网技术与信息产品、智能设备、现代工业控制技术等的结合日益紧密,嵌入式设备与移动互联网的结合才是嵌入式技术的真正未来。