浅析嵌入式系统的构成与特点

汤吉强

摘 要 随着科学技术的不断发展，网络应用对我们的日常生活产生了巨大影响。越来越多的人呼吁将嵌入式系统应用到网络环境中。但实际情况却是很多嵌入式系统被因特网拒之门外。但随着因特网技术与信息产业、工业操控技术的日益融合，我们就有信心相信在不久的将来，嵌入式设备与因特网结合技术的实现。

关键词 嵌入式系统 Internet 技术融合 发展趋势

中图分类号：TP273 文献标识码：A

嵌入式系统是一种以应用技术和计算机技术为基本的，能够满足各种性能、成本、体积、耗能等方面要求的专业系统。涵盖的领域涉及电子、计算机、电子机械等。

1 嵌入式的系统结构

1.1 微处理器

微处理器是嵌入式系统的核心部件，它能够使各个配件得以有效的运作和控制，并使其正确快速的完成任务。

1.2 系统软件

嵌入式系统软件同一般的计算机系统软件相比容量更小、效率更高。这是因为嵌入式系统为了提高运行速率和安全性能，一般都将软件固定在控制器或存储芯片的内部。

1.3 传感器

传感器是嵌入式系统外部环境探测的重要工具。随着其与外部环境的有机结合，逐渐成为嵌入式系统有效运转的核心。传感器能够根据外界环境的变化向系统传达各种信息，便于系统对执行部件传达运行措施。传感器具有不同的规模、性质、形式，但在感知外部情况的功能方面不尽相同。

1.4 人机界面

嵌入式系统往往受到费用、功能消耗、速率等特定条件的限制，在人机界面上比较简单。这同桌面计算机系统中便于操作的人机界面有很大不同。

1.5 电子元件、机械

电子元件和机械是系统各种功能有效实现的途径之一，同机身能够让飞机飞上天空、显示器将画面呈现给观众的原理一样。只是在结构和功能方面的差别有所不同。

1.6 存储器

与常见的计算机系统较大的存储容量相比，嵌入式系统的软件要求的存储求容量较小。这主要由于嵌入式系统执行任务具有固定性。但对存储器的速率、功能消耗量要求较高。

1.7 A/D、D/A的转化

我们知道模拟器是用来处理现实环境中的物理量的部件。由于一些技术的局限，目前的微处理器只能针对数字信号进行跟踪处理。所以若想让微处理器完成处理环境中的流量、温度等任务，第一步就是进行A/D到D/A的转化。其中A/D主要负责对物理量的转化和采入，D/A则是将数字信号转化成模拟信号，对执行设备完成任务起到驱动的作用

1.8 执行装置

执行装置是嵌入式系统操作控制的终端执行者。各个机械和部件的高效运作都离不开执行装置。执行装置和各个部件的接口也是形态各异的。所以就对执行装置的设计产生很高的要求，也是嵌入式系统有效完成各项任务的重中之重。

1.9 电源

嵌入式系统的电源具有很强的针对性。根据不同的要求有时需要使用交流电，有些则要使用电池；有些工作部件需要高压电源，有些则需要低压电源。总之嵌入式系统的电源是根据工作要求的变化而变化的。这也对电源各个部件和操作管理提出了很高的要求。

2 关于嵌入式系统的特殊之处

（1）嵌入式系统具有很强的竞争力。无论是硬件和软件都经过高精密的设计和试验。取其精华，去其糟粕。力求在同样面积的硅片上创造出更显著更高效的性能。

（2）嵌入式系统是集合技术、资金、创新能力为一体的高水平知识系统。它将微机技术与半导体技术进行合理整合，再与电子技术的各个行业有机融合，最终实现高效运转、广泛应用的现实目标。

（3）嵌入式系统将应用软件固定在存储器芯片上或是其单片机本身，这有别于以往存储于磁盘内部等系统，具有很强的稳定性和高速执行性。

（4）嵌入式系统生命周期很长。嵌入式系统随着时代的要求而变化，具有升级换代快等特点，基本与具体产品的改变速度保持一致。一旦广泛的投入到市场，必将势头迅猛。

（5）嵌入式系统具有实时性。这不仅是Windows Embedded的一大优点。也是嵌入式操作系统在电子控制领域的一项重要标准。依照实时性特点的要求，又分为准实时和硬实时。准实时的内核不是实时系统，主要是针对实时系统的需要而设计完成的，具有很强的独立性和严谨性。硬实时则主要以发展的眼光来看待内核系统的设计。系统的设计要求具有很强的专业性，如航空航天领域和国防军工领域。极尽苛刻的要求是对硬实时系统的一大考验。比如大家众所周知广泛应用于航空技术的黑匣子系统，它主要针对飞机在飞行过程中出现故障一瞬间的实时记录。这样高标准的要求就需要硬实时的系统操控。而准实时系统在机械自动化领域方面应用较广泛，最让人熟知的准实时系统恐怕就是微软的Windows Embedded了。

（6）嵌入式系统必须配备相关的开发工具。因为嵌入式系统本身并不具备自主开发的更新能力，这就导致用户不能随意对系统中的各个程序进行修改。这也是其有别于其他桌面计算机的操作系统的原因。

综上所述，随着科学技术不断发展，各种计算机应用技术的不断完善。嵌入式系统的投入和使用势在必行。目前各个科研人员正在努力完善软硬件功能，在以提高自主创新能力为前提的条件下，创造出许多功能齐全，操作简单的系统软件。所以我们有信心也有能力使嵌入式系统设计越来越完善、功能越来越增加、使用越来越方便，让嵌入式系统能够广泛的投入到科技生产的浪潮中去。

参考文献

[1] 李瀛寰.重点关注嵌入式技术应用[M].中国计算机报，2012.

[2] 何晓亮.嵌入式技术引领中国IT产生未来[N].科技日报，2009.