文档介绍：浅谈嵌入式系统发展的历程
张历 1009120
北京电子科技学院 10级研究生
摘要:随着信息化社会的大发展,人们在现实生活中对计算机的需求越来越高,从最初使用计算机解决数学方面的计算问题,到有特定用途的巨型机,再到PC机,人们在享受计算机给他们带来便利的同时,又不断地对计算机提出新的要求。人们不仅要求计算机能够随时随地的工作,而且对计算机的实用性提出了更高的要求。如今随处可见的小型掌上电脑,MP3,读卡器等等,一些带有新型用途的便携式电脑正在渐渐的进入人们的生活中。而上述那些所谓的带有特定用途的便携式电脑已经不再等同于传统的计算机了,我们给它一个全新的名称:嵌入式系统。下面我将简要的谈谈嵌入式系统的发展历程。
关键词:嵌入式微处理器嵌入式操作系统发展历程
1. 引言
随着计算机的发展日趋成熟,人们不再满足于传统计算机给我们带来的便利,越来越多的研究机构多开始着手研究针对特定用途的简洁高效的操作系统,我们将其称之为嵌入式操作系统。所谓嵌入式系统是指计算机技术、通信技术、半导体技术、微电子技术、语音图象数据传输技术,甚至传感器等先进技术和具体应用对象相结合后的更新换代产品。因此往往是技术密集、投资强度大、高度分散、不断创新的知识密集型系统。反映当代最新技术的先进水平。嵌入式系统不仅和一般的PC机上的应用系统不同,就是针对不同的具体应用而设计的嵌入式系统之间差别也很大。嵌入式系统一般功能单一、简单,且在兼容性方面要求不高,但是在大小,成本方面限制较多。嵌入式计算机基本上不能算是嵌入式系统。它仍然是计算机~ 类,不过是工作条件有所不同而已,因为它还保留了计算机的基本。
2. 定义
根据IEEE(电气和电子工程师协会)的定义,嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置”(devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。从中可以看出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。目前国内一个普遍被认同的定义是: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、功耗严格要求的专用计算机系统。
定义可从以下几个方面来理解:
(1) 嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的,它必须与具体应用相结合才会具有生命力、才更具有优势。因此可以这样理解上述三个面向的含义,即嵌入式系统是与应用紧密结合的,它具有很强的专用性,必须结合实际系统需求进行合理的裁减利用。
(2) 嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物,这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。所以,介入嵌入式系统行业,必须有一个正确的定位。例如Palm之所以在PDA领域占有70%以上的市场,就是因为其立足于个人电子消费品,着重发展图形界面和多任务管理;而风河的Vxworks之所以在火星车上得以应用,则是因为其高实时性和高可靠性。
(3) 嵌入式系统必须根据应用需求对软硬件进行裁剪,满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。所以,如果能建立相对通用的软硬件基础,然后在其上开发出适应各种需要的系统,是一个比较好的发展模式。目前的嵌入式系统的核心往往是一个只有几K到几十K微内核,需要根据实际的使用进行功能扩展或者裁减,但是由于微内核的存在,使得这种扩展能够非常顺利的进行。实际上,嵌入式系统本身是一个外延极广的名词,凡是与产品结合在一起的具有嵌入式特点的控制系统都可以叫嵌入式系统,而且有时很难以给它下一个准确的定义。现在人们讲嵌入式系统时,某种程度上指近些年比较热的具有操作系统的嵌入式系统,本文在进行分析和展望时,也沿用这一观点。一般而言,嵌入式系统的构架可以分成四个部分:处理器、存储器、输入输出(I/O)和软件(由于多数嵌入式设备的应用软件和操作系统都是紧密结合的,在这里我们对其不加区分,这也是嵌入式系统和Windows系统的最大区别)。

嵌入式系统中有许多非常重要的概念:
(1)嵌入式处理器:
嵌入式系统的核心,是控制、辅助系统运行的硬件单元。范围极其广阔,从最初的4位处理器,目前仍在大规模应用的8位单片机,到最新的受到广泛青睐的32位,64位嵌入式CPU。
嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。嵌入式微处理器一般就具备以下4个特点:
,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心的执行时间减少到最低限度。
。这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化,而为了避免在软