1、嵌入式系统技术嵌入式系统概述佘黎煌东北大学信息科学与工程学院电子信息工程研究所嵌入式系统概述u嵌入式系统的概念嵌入式系统的概念u嵌入式系统的特点，分类及应用领域嵌入式系统的特点，分类及应用领域u嵌入式操作系统嵌入式操作系统u嵌入式系统的设计方法嵌入式系统的设计方法嵌入式系统的概念(1)计算机的分类：计算机的分类：按照计算机的体系结构、运算速度、结按照计算机的体系结构、运算速度、结构规模、适用领域，分为大型机、中型构规模、适用领域，分为大型机、中型机、小型机和微型机。机、小型机和微型机。以应用分类：分为通用计算机和嵌入式以应用分类：分为通用计算机和嵌入式计算机计算机 ,嵌入式计算机以嵌入式系统的
2、嵌入式计算机以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统中形式隐藏在各种装置、产品和系统中1.1什么是嵌入式系统嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，且软硬件可裁减，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由以下几部分组成:n嵌入式微处理器n外围硬件设备n嵌入式操作系统n特定的应用程序嵌入式系统的概念(2)国内定义：国内定义：嵌入式系统嵌入式系统 （Embedded Systems）以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格适应应用系统对功能、
3、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统要求的专用计算机系统计算机技术、半导体技术、电子技术和具体应用相结合计算机技术、半导体技术、电子技术和具体应用相结合的产物。的产物。 IEEE定义：定义： 用于控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置。用于控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置。 Devices used to control,monitor,or assist the operation of equipment,machinery or plants. 嵌入式系统的概念嵌入式技术无处不在嵌入式技术无处不在n 各种使用嵌入式技术的电子产品，如：各种使用嵌入式技术的电子
4、产品，如：MP3MP3、PDAPDA、手机、智能玩具，网络家电、智、手机、智能玩具，网络家电、智能家电、车载电子设备等。能家电、车载电子设备等。 n 在工业和服务领域中，大量嵌入式技在工业和服务领域中，大量嵌入式技术也已经应用于工业控制、数控机床、智能术也已经应用于工业控制、数控机床、智能工具、工业机器人、服务机器人等各个行业，工具、工业机器人、服务机器人等各个行业，正在逐渐改变着传统的工业生产和服务方式。正在逐渐改变着传统的工业生产和服务方式。嵌入式系统的应用领域u通信设备通信设备u汽车电子汽车电子u数字消费类数字消费类u工业控制工业控制u仪器仪表仪器仪表u数字医疗设备数字医疗设备u信息家电
5、信息家电嵌入式视频服务器现代化家庭n嵌入式系统示例汽车控制系统马达控制器车灯n嵌入式系统示例汽车控制系统尾灯控制系统后车门控制系统前车门控制系统座椅控制系统发动器控制系统所有的控制系统都是一个完整的嵌入式系统嵌入式系统概述u嵌入式系统的概念嵌入式系统的概念u嵌入式系统的特点，分类嵌入式系统的特点，分类u嵌入式操作系统嵌入式操作系统u嵌入式系统的设计方法嵌入式系统的设计方法嵌入式系统的特点n嵌入式系统本质上就是一个计算机系统，但与通用计算机系统相比，它具有以下一些特点（1）嵌入式系统与应用密切相关。）嵌入式系统与应用密切相关。 嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的。嵌入式处理器的功耗、体积
6、、成本、可靠性、速度、处理能力、电磁兼容性等方面均受到应用要求的制约。（2）嵌入式系统存储资源有限。）嵌入式系统存储资源有限。 尽管半导体技术的发展使处理器速度不断提高，芯片上存储器容量不断增加，但在大多数应用中，存储空间仍然是宝贵的，另外还有实时性的要求。为此要求程序的编写质量和编译工具的质量要高，以减少程序二进制代码长度，提高执行速度。嵌入式系统的特点（3）嵌入式系统具有实时约束。）嵌入式系统具有实时约束。 嵌入式系统很多是实时系统。在多任务嵌入式系统中，对重要性各不相同的任务进行统筹兼顾的合理调度是保证每个任务及时执行的关键，单纯通过提高处理器速度是无法完成和没有效率的，这种任务调度只能
7、由优化编写的系统软件来完成，因此系统软件的高实时性是基本要求。（4）需要交叉开发环境和调试工具。）需要交叉开发环境和调试工具。 嵌入式系统本身不具备自举开发能力，即使设计完成以后，用户通常也不能对其中的程序功能进行修改，必须有一套开发工具和环境才能进行开发，这些工具和环境一般是基于通用计算机上的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。p嵌入式系统的分类嵌入式系统的分类1.2嵌入式系统的特点及分类嵌入式系统的特点及分类-嵌入式系统的硬件嵌入式系统的硬件嵌入式微控制嵌入式微控制（MCU）嵌入式嵌入式DSP处理器处理器(DSP)嵌入式微处理器嵌入式微处理器MPU嵌入式片上系统嵌入式片上系统（
8、SOC）嵌入式处理器嵌入式处理器n嵌入式处理器嵌入式微处理器CPUROMRAM外设1外设2单板计算机嵌入式系统的分类u嵌入式微处理器嵌入式微处理器(Microprocessor Unit, MPU) Intel: x86（Am186/88、386EX） Motolora: PowerPC Motolora 68K/ColdFire/Dragball MIPS: MIPS ARM: ARMIntel: XSCALE n嵌入式处理器 嵌入式微控制器又称嵌入式微控制器又称，它是将整个计算机系统集，它是将整个计算机系统集成到一块芯片中。嵌入式微控制器一般以某一种微处理器成到一块芯片中。嵌入式微控制器一
9、般以某一种微处理器内核为核心，芯片内部集成内核为核心，芯片内部集成ROM/EPROMROM/EPROM、RAMRAM、总线、总线、总线逻辑、定时总线逻辑、定时/ /计数器、计数器、WatchDogWatchDog、I/OI/O、串行口、脉宽、串行口、脉宽调制输出、调制输出、A/DA/D、D/AD/A、Flash RAMFlash RAM、EEPROMEEPROM等各种必要等各种必要功能和外设。为适应不同的应用需求，一般一个系列的单功能和外设。为适应不同的应用需求，一般一个系列的单片机具有多种衍生产品，每种衍生产品的处理器内核都是片机具有多种衍生产品，每种衍生产品的处理器内核都是一样的，不同的是
10、存储器和外设的配置及封装。这样可以一样的，不同的是存储器和外设的配置及封装。这样可以使单片机最大限度地和应用需求相匹配，功能不多不少，使单片机最大限度地和应用需求相匹配，功能不多不少，从而减少功耗和成本。从而减少功耗和成本。 和嵌入式微处理器相比，微控制器的最大特点是单片和嵌入式微处理器相比，微控制器的最大特点是单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本下降、可靠性提高。化，体积大大减小，从而使功耗和成本下降、可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系统工业的主流。微控制器的片上微控制器是目前嵌入式系统工业的主流。微控制器的片上外设资源一般比较丰富，适合于控制，因此称外设资源一般比较丰富，适合于控制，因此
11、称。 嵌入式微控制器复位部件看门狗部件晶振部件I/O部件中断部件ROM部件SRAM部件定时器部件CPU核嵌入式系统的分类u嵌入式微控制器嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU) Intel: 8051/96 Motolora: MC68HC08/12,MC9S08/12 Microchip: PIC Atmel: AVR TI: MSP430 嵌入式DSP处理器nDSP处理器是专门用于信号处理方面的处理器，其在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计，在数字滤波、FFT、谱分析等各种仪器上DSP获得了大规模的应用。nDSP处理器对系统结构和指令进行了特殊设计，使其适合于
12、执行DSP算法，编译效率较高，指令执行速度也较高。nDSP的理论算法在70年代就已经出现，但是由于专门的DSP处理器还未出现，所以这种理论算法只能通过MPU等由分立元件实现。1982年世界上诞生了首枚DSP芯片。在语音合成和编码解码器中得到了广泛应用。DSP的运算速度进一步提高，应用领域也从上述范围扩大到了通信和计算机方面。嵌入式DSP处理器n有代表性的产品是Texas Instruments的 TMS320系列和Motorola的DSP56000系列。nTMS320系列处理器包括用于控制的C2000系列，移动通信的C5000系列，以及性能更高的C6000和C8000系列。nMotorola公
13、司的DSP56000已经发展成为DSP56000，DSP56100, DSP56200和DSP56300等几个不同系列的处理器。nPHILIPS公司今年来也推出了基于可重置嵌入式DSP结构低成本、低功耗技术上制造的DSP处理器，特点是具备双Harvard结构和双乘/累加器单元，应用目标是大批量消费类电子产品。nSoC就是System on Chip，SoC是一种基于IP（Intellectual Property）核嵌入式系统设计技术。n它结合了许多功能区块，将功能做在一个芯片上，ARM RISC、MIPS RISC、DSP或是其他的微处理器核心，加上通信的接口单元，例如通用串行端口（USB）
14、、TCP/IP通信单元、GPRS通信接口、GSM通信接口、IEEE1394、蓝牙模块接口等等，这些单元以往都是依照各单元的功能做成一个个独立的处理芯片。nSOC可以分为通用和专用两类。n通用系列包括Infineon(Siemens)的TriCore，Motorola的M-Core，Echelon和Motorola联合研制的Neuron芯片等。n专用SOC一般专用于某个或某类系统中。有代表性的产品是Philips的Smart XA嵌入式片上系统(SoC)SOC体系结构ASIC CoreMemoryEmbedded ProcessorCoreAnalogFunctionsCommunication
15、SensorInterface知识产权嵌入式系统的分类u嵌入式片上系统嵌入式片上系统System On Chip,SOCSystem On Programmable Chip,SOPC Atmel：FPSLIC(AVR with FPGA) ST： uPSD (8051 with CPLD) Altera: Nios、Nios II 软核心嵌入式处理器软核心嵌入式处理器 Xilinx: MicroBlaze软核嵌入式处理器软核嵌入式处理器 嵌入式系统概述u嵌入式系统的概念嵌入式系统的概念u嵌入式系统的特点，分类嵌入式系统的特点，分类u嵌入式操作系统嵌入式操作系统u嵌入式系统的设计方法嵌入式系统
16、的设计方法按嵌入式系统软件复杂程度来分类循环轮询系统循环轮询系统有限状态机系统有限状态机系统前后台系统前后台系统单处理器多任务系统单处理器多任务系统多处理器多任务系统多处理器多任务系统循环轮询系统initialize()while(true) if (condition_1) action_1();if (condition_2) action_2();.if (condition_n) acition_n();Check for InputDo Somethingn优点n对于简单的系统而言，便于编程和理解。n没有中断的机制，程序运行良好，不会出现随机的问题。n缺点n有限的应用领域。n对于大量
17、的I/O服务的应用，不容易实现。n大的程序不便于调试。适合于慢速和非常快速的简单系统适合于慢速和非常快速的简单系统循环轮询系统前后台系统n是中断驱动系统的一种n后台是一个循环轮询系统一直在运行。后台是一个循环轮询系统一直在运行。n前台是由一些中断处理过程组成的。前台是由一些中断处理过程组成的。n当有一前台事件当有一前台事件(外部事件外部事件)发生时，引起中发生时，引起中断断, 进行前台处理进行前台处理, 处理完成后又回到后台处理完成后又回到后台(通常又称主程序通常又称主程序)。中断中断1 1中断中断2 2主程序主程序中断中断1 1中断中断1 1中断中断2 2单处理器多任务系统对于一个复杂的嵌入
18、式实时系统来说，n当采用中断处理程序加一个后台主程序这种软件结当采用中断处理程序加一个后台主程序这种软件结构难以实时的、准确的、可靠的完成时构难以实时的、准确的、可靠的完成时n存在一些互不相关的过程需要在一个计算机中同时存在一些互不相关的过程需要在一个计算机中同时处理时处理时需要采用实时多任务系统！需要采用实时多任务系统！结构结构由多个任务，多个中断处理过程，实时操由多个任务，多个中断处理过程，实时操作系统组成的有机的整体。作系统组成的有机的整体。 每个任务是顺序执行的，并行性通过操作每个任务是顺序执行的，并行性通过操作系统来完成，任务间的相互通信和同步也需要系统来完成，任务间的相互通信和同步
19、也需要操作系统的支持。操作系统的支持。 单处理器多任务系统并发多任务：后台后台前台前台 ISRsTasks多任务系统多任务系统n多个顺序执行的程序并行运行。多个顺序执行的程序并行运行。n宏观上看，所有的程序同时运行，每个程序宏观上看，所有的程序同时运行，每个程序运行在自己独立的运行在自己独立的CPU上。上。n实际上，不同的程序是共享同一个实际上，不同的程序是共享同一个CPU和其和其它硬件。因此，需要它硬件。因此，需要RTOS来对这些共享的来对这些共享的设备和数据进行管理。设备和数据进行管理。n每个程序都被编制成无限循环的程序，等待每个程序都被编制成无限循环的程序，等待特定的输入，执行相应的任务
20、等。特定的输入，执行相应的任务等。n这种程序模型将系统分成相对简单的，相互这种程序模型将系统分成相对简单的，相互合作的模块。合作的模块。单处理器多任务系统n优点n将复杂的系统分解为相对独立的多个线程， 达到“分而制之”的目的，从而降低系统的复杂性。n保证系统的实时性。n系统的模块化好，提高系统的可维护性。n缺点n需要采用一些新的软件设计方法。n需要增加功能：线程间的协调，同步和通信功能。n需要对每一个共享资源互斥。n导致线程间的竞争。n需要使用RTOS，RTOS要增加系统的开销。单处理器多任务系统多处理器多任务系统n多任务可运行在多个处理器上，由操作系多任务可运行在多个处理器上，由操作系统统一
21、调度，处理。统统一调度，处理。n宏观上看是并发的，微观上看也是并发的。宏观上看是并发的，微观上看也是并发的。n多处理机系统分为紧耦合系统多处理机系统分为紧耦合系统(tightly-c o u p l e d s y s t e m ) 和 松 耦 合 系 统和 松 耦 合 系 统(loosely-coupled system)两种。两种。n多处理多任务系统目前还不成熟。多处理多任务系统目前还不成熟。为什么要使用嵌入式操作系统n早期的嵌入式系统开发，一般都是由一个工程师完成的，软件开发工作只占全部工作的5%10%；n随着科技的发展，80年代软件开发工作已经占到全部工作的50；n近几年，随着硬件复
22、杂性、多样性和应用复杂性的增加，软件开发工作急剧增长，经常达到全部工作的7080。n传统的开发模式已经不能适应系统复杂性的增长，而嵌入式操作系统的引入，极大的方便了嵌入式软件的开发和维护 RTOS嵌入式系统开发平台 n嵌入式操作系统体现了一种新的系统设计思想和一个开放的软件框架，软件工程师只做少量改动，就可以添加或删除一个系统模块。n通过操作系统所提供的应用程序编程接口（API）访问系统资源，使得应用软件工程师能够将精力集中于所要解决的问题，而不是烦琐的系统底层操作，提高了开发效率。n它解决了嵌入式软件开发标准化的问题，更好地支持了系统协同开发。n基于嵌入式操作系统开发出的程序，具有较高的可移
23、植性，能实现90%以上设备独立。 1.3 嵌入式操作系统n基本概念操作系统是计算机中最基本的程序。操作系统负责计算机系统中全部软硬资源的分配与回收、控制与协调等并发的活动；操作系统提供用户接口，使用户获得良好的工作环境；操作系统为用户扩展新的系统功能提供软件平台。 操作系统硬件硬件驱动操作系统用户程序嵌入式操作系统1.3 嵌入式操作系统n概述 计算机系统由硬件和软件组成，在发展初期没有操作系统这个概念，用户使用监控程序监控程序来使用计算机。随着计算机技术的发展，计算机系统的硬件、软件资源也愈来愈丰富，监控程序已不能适应计算机应用的要求。于是在六十年代中期监控程序又进一步发展形成了操作操作系统系
24、统(Operating System)。发展到现在，广泛使用的有三种操作系统即多道批处理操作系统、分时操作系统以及实时操作系统。 1.3 嵌入式操作系统n概述监控程序操作系统实时操作系统分时操作系统多道批处理操作系统 时 间 先 后 适用于多个用户共享系统资源适用于计算中心等较大的计算机系统适用于嵌入式设备和有实时性要求的系统中1.3 嵌入式操作系统n概述监控程序操作系统实时操作系统分时操作系统多道批处理操作系统 时 间 先 后 适用于多个用户共享系统资源适用于计算中心等较大的计算机系统适用于嵌入式设备和有实时性要求的系统中实时操作系统是我们介绍的重点1.3 嵌入式操作系统n实时操作系统 实时
25、操作系统(RealTimeOperatingSystem，RTOS)是指使计算机能及时响应外部事件的请求在规定的严格时间内完成对该事件的处 理，并控制所有实时设备和实时任务协调一致地工作的操作系统。实时操作系统要追求的目标是：对外部请求在严格时间范围内做出反应，有高可靠性和完整性。 因此实时逻辑的正确性不仅依赖于计算结果的正确性,还取决于输出结果的时间.嵌入式系统简介n实时性n实时性的本质是任务处理所化费时间的可预测性，即任务需要在规定的时限内完成。n任务执行的时间可以根据系统的软硬件的信息而进行确定性的预测。也就是说，如果硬件可以做这件工作，那么基于实时操作系统的软件将可以确定性的做这件工作
26、。n实时系统n实时系统的正确性依赖于运行结果的逻辑正确性和运行结果产生的时间正确性，即实时系统必须在规定的时间范围内正确地响应外部物理过程的变化。n嵌入式系统实时系统n有些嵌入式系统没有实时性要求嵌入式系统简介n硬实时软实时n“软”意味着如果没有满足指定的时间约束并不会导致灾难性的后果，而对于硬实时系统来说却是灾难性的 n从实践上说，软实时和硬实时之间的区别通常（隐含的和错误的）与系统的时间精度有关：由于这个原因，典型的，软实时任务的调度精度必须大于千分之一秒，而硬实时任务为微秒级。 嵌入式操作系统分类n按收费模式划分n商用型nVxworks, Nucleux ，PlamOS, Symbian
27、, WinCE, QNX, pSOS,VRTX,Lynx OS, Hopen, Delta OSn免费型nLinux, CLinux,C/OS-,eCos,uITRONn按实时性划分n硬实时nVxworksn软实时nWinCE,RTLinuxn无实时nEmbedded Linux嵌入式操作系统简介n嵌入式嵌入式LinuxncLinuxnWindows CEWindows CEnVxWorksnSymbian OSnPalm OSnQNXnOSEn C/OSC/OS-II-IInOSEnNucleus PLUS nLinux是开放源码和免费使用开放源码和免费使用的，遍布全球的众多Linux爱好者
28、又是Linux开发的强大技术后盾。n嵌入式Linux(Embedded Linux)是指对Linux经过小型化裁剪后，能够固化在容量只有几百几百K K字节或几兆字节字节或几兆字节的存储器芯片或单片机中，应用于特定嵌入式场合的专用Linux操作系统。嵌入式Linux的开发和研究是目前操作系统领域的一个热点。主要有RTLinux和CLinuxnLinux的内核小、功能强大、API丰富，系统健壮、效率高，易于定制剪裁，在价格上极具竞争力。nLinux不仅支持x86 CPU，还可以支持其他数十种CPU芯片。n近几年Linux在嵌入式领域异军突起，过去的一年中有13%的用户已经开始使用嵌入式Linux系
29、统进行开发工作；有52%的用户决定在未来24个月内开始使用Linux作为嵌入式操作系统的开发原型。 嵌入式Linux及应用基于RTLinux的仿人机器人 高高 48 cm48 cm重重: 6 kg: 6 kg灵活性：灵活性：20 DOF20 DOF操作系统操作系统: RT-Linux: RT-Linux接口形式接口形式: USB 1.0 (12Mbps): USB 1.0 (12Mbps)响应周期响应周期: 1ms: 1ms能源：能源： DC24V x 6.2A (150W)DC24V x 6.2A (150W)制造：富士通制造：富士通 cLinuxWindows EmbeddednWindo
30、ws CE：一种针对小容量、移动式、智能化、32位、连接设备的模块化实时嵌入式操作系统（缩减的Win95）。n针对掌上设备、无线设备的动态应用程序和服务提供了一种功能丰富的操作系统平台，属于软实时操作系统，n由于其Windows背景，界面比较统一认可。可以使用大多数Windows开发工具（如VBVB，VCVC等），大多数Windows应用程序经过移植后就可以运行在WinCE平台上。n操作系统的基本内核需要至少至少200K200K的的ROMROM。 wince基于Win CE的移动机器人平台VxWorksnVxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作
31、系统（RTOS），具有良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌入式实时操作系统领域牢牢占据着一席之地。nVxWorks所具有的显著特点是： 可靠性、实时性和可裁减性。 它支持多种处理器，如x86、i960、Sun Sparc、Motorola MC68xxx、MIPS 、POWER PC等等。n以其良好的可靠性和卓越的实时良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中，如火星探测器（1997年7月4日登陆火星表面）。基于VXworks的火星探路者C/OS及C/OS-IInC/OSMicro Controller O SnC/
32、OS简介简介n美国人Jean Labrosse 1992年完成，已应用于数百种产品中。n应用面覆盖了诸多领域，如照相机、医疗器械、音响设备、发动机控制、高速公路电话系统、自动提款机等 n1998年C/OS-II，目前的版本C/OS -II V2.72n2000年，得到美国航空管理局（FAA）的认证，可以用于飞行器中n是一个源码公开、可移植、可裁减、占用资源少、抢先源码公开、可移植、可裁减、占用资源少、抢先式的实时多任务操作系统式的实时多任务操作系统。其绝大部分源码采用ANSI C写的，移植性好。高校教学可免费使用。n网站www.ucos-II.com（)n嵌入式系统软件的开发模式嵌入式系统软件
33、的开发模式交叉开发交叉开发n交叉开发：在一台通用计算机上进行软件的编辑、编译，然后下载到嵌入式设备中运行调试的开发方式。教学软件平台Linuxn近200种操作系统，WinCE、Linux、Vxworks、QNX、Nucleus、n适于学习的源代码开放的操作系统：Linux、C/OSnLinux:层次结构且内核完全开放、网络功能强大、完整开发工具、广泛的硬件支持、遵循通用国际标准，便于程序的移植 nC/OS：源代码公开、实时内核、易懂、易学、易用教学硬件平台ARM2002嵌入式内核总量嵌入式内核总量: 6.265亿亿*包括用于32位、64位RISC结构的片上系统嵌入式系统简介n最小硬件系统本章主
34、要介绍了嵌入式系统的概念、嵌本章主要介绍了嵌入式系统的概念、嵌入式系统的特点及分类、嵌入式系统的主入式系统的特点及分类、嵌入式系统的主要应用领域、主流嵌入式微处理器、主流要应用领域、主流嵌入式微处理器、主流嵌入式实时操作系统，希望读者能够通过嵌入式实时操作系统，希望读者能够通过对本章的阅读，对以上知识作到初步掌握，对本章的阅读，对以上知识作到初步掌握，为学习以后章节知识打好基础。为学习以后章节知识打好基础。 练练 习习 题题1嵌入式系统的定义。嵌入式系统的定义。2嵌入式系统有哪些特点嵌入式系统有哪些特点?3嵌入式系统是如何分类的嵌入式系统是如何分类的?4嵌入式系统的组成。嵌入式系统的组成。 到
35、底什么是嵌入式系统呢？到底什么是嵌入式系统呢？ MP3工业控制计算机工业控制计算机比较两者有什么共同之处？比较两者有什么共同之处？ 共同之处：共同之处：都嵌入了微处理器。都嵌入了微处理器。嵌入式系统的概念根据根据IEEEIEEE（国际电气和电子工程师协会）（国际电气和电子工程师协会）的定义：的定义：n 嵌入式系统是嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置操作机器和设备的装置”（原文为原文为devices used devices used to control, monitor, or assist the operation to control, mo
36、nitor, or assist the operation of equipment, machinery or plantsof equipment, machinery or plants）。）。n可以看出此定义是从应用上考虑的，嵌入式系统是可以看出此定义是从应用上考虑的，嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机电等附属装置。软件和硬件的综合体，还可以涵盖机电等附属装置。嵌入式系统的概念国内普遍被认同的定义：国内普遍被认同的定义：n 嵌入式系统是嵌入式系统是以应用以应用为中心为中心，以计算机技术，以计算机技术为基础为基础，软、，软、硬件可裁剪，硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、
37、成本、体积、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的功耗等严格要求的专用计算机系统。专用计算机系统。n嵌入式系统就是一个具有特定功能或用途的隐藏在某种设备嵌入式系统就是一个具有特定功能或用途的隐藏在某种设备中的计算机软硬件集合体，没有固定的特征形状中的计算机软硬件集合体，没有固定的特征形状简单的讲简单的讲: :就是嵌入到对象体中的专用计算机系统。就是嵌入到对象体中的专用计算机系统。三要素：嵌入、专用、计算机三要素：嵌入、专用、计算机嵌入性：嵌入到对象体系中，有对象环境要求嵌入性：嵌入到对象体系中，有对象环境要求专用性：软、硬件按对象要求裁减专用性：软、硬件按对象要求裁减计算机：
38、实现对象的智能化功能计算机：实现对象的智能化功能嵌入式系统的概念 二、从芯片和产品市场来看嵌入式系统二、从芯片和产品市场来看嵌入式系统的应用的应用n 据统计，每年只有据统计，每年只有2%左右的计算机芯片是用左右的计算机芯片是用在台式在台式PC或膝上电脑上的。或膝上电脑上的。n 用于嵌入式系统设计与制造的用于嵌入式系统设计与制造的CPU，每年大概，每年大概有有10-20亿片。亿片。n 每年大约有每年大约有1万个新的嵌入式系统投入产生，万个新的嵌入式系统投入产生，而且越来越多的系统需要复杂的嵌入式操作系统。而且越来越多的系统需要复杂的嵌入式操作系统。n 使计算机的分类从以前的巨型机、大型机、小使计算机的分类从以前的巨型机、大型机、小型机、微机之分变为了通用计算机和嵌入式系统型机、微机之分变为了通用计算机和嵌入式系统之分。之分。 如：手持设备市场。如：手持设备市场。2000年的全球产销量为年的全球产销量为1290万部，到今年约为上亿部。万部，到今年约为上亿部。
