嵌入式系统的特点及实现方式

一、嵌入式系统的定义  

IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers，美国电气和电子工程师协会)对嵌入式系统的定义：“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。原文为：Devices Used to Control，Monitor or Assist the Operation of Equipment，Machinery or Plants)。  

嵌入式系统是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是由单个程序实现整个控制逻辑。  

从应用对象上加以定义，嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。国内普遍认同的嵌入式系统定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。  

二、嵌入式系统的特点  

系统内核小：嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多  

专用性强：嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植  

系统精简：嵌入式系统一般不要求其功能设计及实现上过于复杂，这样一方面利于控制系统成本，同时也利于系统安全  

实时性操作系统：这是嵌入式软件的基本要求，而且软件要求固化存储，以提高速度，软件代码要求高质量和高可靠性、实时性

三、嵌入式实现方式  

1、全嵌入方式  

如果采用全嵌入方式，则嵌入式系统(或其核心功能)可以不依赖于通用计算机系统，即可单独工作，典型实例有手机、MP4、车载GPS导航系统等。采用全嵌入方式的嵌入式系统有如下特点。  

(1) 具有独立的处理器系统，且具有完整的输入/输出系统，能独立完成系统的功能。  

(2) 高端CPU支持嵌入式操作系统，可以开发功能复杂的应用程序。  

(3) 一般为便携式手持式设备，其工作环境一般是无人值守、移动空间、高空或其他条件恶劣的环境。  

(4) 供电方式一般采用电池供电，有些情况下也可以直接采用市电220V供电，由系统自行设计转换和稳压电路。较高端的设备往往会把两种供电方式结合起来，让用户使用起来更加灵活。  

(5) 全嵌入方式适合任何不宜采用通用计算机的场合，如消费电子、家用电器、通信网络设备、工业控制、智能仪器、战场电子对抗、航天航空武器等，其应用范围十分广泛。  

2、半嵌入方式  

如果采用半嵌入方式，则嵌入式系统(或其核心功能)需要和通用计算机系统结合起来才能正常工作，典型实例有医用B超系统、基于PCI卡的数据采集系统等。采用半嵌入方式的嵌入式系统有如下特点。  

(1) 一般没有独立的处理器，而是借用通用计算机系统的CPU完成计算和/或控制功能;有时即使具有自己的独立处理器，但是处理器也只是完成一些有限的特定功能，而不具备控制全部系统的功能。  

(2) 嵌入式系统只是整个系统的--部分，只能完成整个系统的一部分功能，而其他功能需要在通用计算机上完成。通用计算机利用自己丰富的软件和硬件资源，提供友好的人机操作界面和强大的数据处理能力。  

(3) 嵌入式系统的功能体对前端数据的采集和执行对被控对象的控制，其中的数据分析、处理和存储等功能由通用计算机系统完成。  

(4) 嵌入式系统一般采用各种规范的总线形式和通用计算机相连接。典型的实例有PCI总线、USB总线等，简单的嵌入式系统还可以通过串口来连接。  

(5)嵌入式系统是作为外设连接在通用计算机上的，因此在通用计算机中一般需要提供嵌入式系统的标准驱动程序。

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