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嵌入式系统——简介

        嵌入式系统是面向用户、 产品、 应用的，必须与具体应用相结合才会具有生命力。正因为与具体应用的紧密结合，嵌入式系统才具有很强的专用性。嵌入式系统将先进的半导体技术、计算机技术和电子技术，以及各个行业的具体应用相结合，是一个技术密集、资金密集、学科交叉和不断创新的知识集成系统。

        嵌入式系统是由软硬件相结合组成的具有特定功能、用于具体场合的独立系统。其硬件主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备组成；其软件主要包括底层系统软件、用户应用软件，一般是应用程序和操作系统的一体化程序。

        嵌入式系统的核心由一个或几个预先编程好用来执行少数几项任务的微处理器或者单片机组成。与通用计算机能够运行用户选择的软件不同，嵌入式系统上的软件通常是暂时不变的，所以经常被称为“固件”。

嵌入式系统的定义

目前国内普遍被认同的定义：
        嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，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。通常将嵌入式计算机系统简称为嵌入式系统。

嵌入式系统的特点

        嵌入式系统的特点可简单地归结为“嵌入”“专用”“计算机”。嵌入式设备常应用于特定场合，与通用的个人计算机相比，其特点具体如下。

1、软/硬件可裁剪、特定性

• 嵌入式系统使用的操作系统一般适应多种处理器，可剪裁、去冗余、可固化。大多数商业嵌入式操作系统可同时支持不同类型的嵌入式微处理器，可根据应用的情况进行裁剪、配置。
• 嵌入式系统通常是形式多样，面向特定应用的，通用性弱。一般用于特定的任务，其硬件和软件必须高效地设计，通常具有低功耗、体积小、集成度高等特点。

2、代码“短小精悍”，可固化

• 通常嵌入式系统的硬件资源（如内存、Flash等）都比较少，因此嵌入式系统的软件设计要求尽可能简约，要在有限的资源内实现高可靠性和高性能的系统。
• 为了提高执行速度和可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在芯片本身或SD/MMC/NOR Flash/NAND Flash中，而不是存储在硬盘中。

3、实时性

• 嵌入式操作系统一般包括一个实时内核，其调度算法一般采用基于优先级调度的抢占式调度算法。
• 对实时任务有很强的支持能力，能完成多任务并且有较短的中断响应时间，从而使内部的代码和实时内核的执行时间减少到最低限度。

4、弱交互性

        嵌入式系统不仅功能强大，而且要求灵活方便，一般不需要键盘、鼠标等，人机交互以简单方便的触摸屏操作为主。

5、需要专门的开发工具和开发环境

• 嵌入式系统开发需要专门工具和特殊方法，多数嵌入式系统开发是软件与硬件的并行设计和开发。这些工具和环境一般是通用计算机上的软/硬件设备、各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。
• 开发环境包括设计、编译、调试、测试等工具，通常采用交叉开发（主机和目标机的概念，主机用于程序的开发，目标机作为最后的执行机）的方式进行。

6、多样性、低成本、可靠性

• 嵌入式系统可采用众多类型的处理器及其体系结构。
• 嵌入式系统通常需要注意的成本是系统成本，特别是量大的消费类数字化产品，其成本是产品竞争的关键因素之一。
• 嵌入式系统一般要求具有出错处理和自动复位功能。大多数嵌入式系统的软件中一般都包括一些机制，比如硬件看门狗，软件的内存保护和重启动机制等。