在信息化時(shí)代下,嵌入式系統(tǒng)在人們?nèi)粘I畹亩鄠€(gè)領(lǐng)域中均已得到廣泛的使用,而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,在對(duì)傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)上有加以改進(jìn)和完善,基于此本文就對(duì)嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析,并對(duì)當(dāng)前我國在嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行探討。
嵌入式系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)及芯片技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上所發(fā)展起來的,隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)的結(jié)合,我國的科技水平明顯提高,而對(duì)嵌入式技術(shù)的研究則是當(dāng)前科技研究的核心。嵌入式系統(tǒng)集軟件和硬件為一體,以應(yīng)用系統(tǒng)為核心的技術(shù),并適用于應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性、功能性、功耗等諸多特點(diǎn),并符合其成本與體積等性能方面的要求。
一、嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)
(一)嵌入式cpu
嵌入式CPU目前成兩極分化的特點(diǎn),一種是在原有處理器的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展而形成嵌入式系統(tǒng),而另一種則是32bit處理器在路由器、交換機(jī)等通信領(lǐng)域中的應(yīng)用。與通用型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最大的不同是,嵌入式處理器通常是為特定的用戶人群所設(shè)計(jì)的工作系統(tǒng),具有體積小、功耗小、集成度高等,可以將通用處理器中的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部,從而促進(jìn)嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)逐漸向精細(xì)化和小型化方向發(fā)展,增強(qiáng)了其移動(dòng)能力,和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的聯(lián)系緊密。
(二)嵌入式操作系統(tǒng)
近年來,嵌入式操作系統(tǒng)也在不斷的更新與完善,與原有的操作系統(tǒng)相比較而言,嵌入式操作系統(tǒng)也具有一些新特點(diǎn),尤其是在嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)出現(xiàn)后,嵌入式系統(tǒng)迫切需要開發(fā)面向應(yīng)用的嵌入式操作系統(tǒng)。除了具有對(duì)文件、任務(wù)及設(shè)備驅(qū)動(dòng)進(jìn)行處理的功能外,還需要具有多種系統(tǒng)特性,如要對(duì)多種設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口具有即插即用的功能特性,系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)還要具有可剪裁、可伸縮性的特點(diǎn),并為系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)提供多層次服務(wù);在多種非計(jì)算機(jī)設(shè)備中可以得到應(yīng)用,且運(yùn)行效率高;其應(yīng)用對(duì)象應(yīng)是特定的應(yīng)用系統(tǒng)接口,并支持某種特定的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)。
(三)算法唯一性
嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的是為了完成某種特定任務(wù)的一種系統(tǒng),在設(shè)計(jì)完成后則不會(huì)在進(jìn)行改變。隨著嵌入式系統(tǒng)越來越多的在人們生活方方面面中加以應(yīng)用,在對(duì)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)也將其與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合,嵌入式系統(tǒng)的更新?lián)Q代及其產(chǎn)品同步發(fā)展。由此可見,嵌入式產(chǎn)品在市場(chǎng)的發(fā)展過程中其生命周期較長。
二、嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用
(一)應(yīng)用模式
在嵌入式系統(tǒng)與Windows操作系統(tǒng)上所開發(fā)出的應(yīng)用程序不同,嵌入式系統(tǒng)上所開發(fā)的應(yīng)用程序不僅要執(zhí)行多個(gè)任務(wù),還要跨越多個(gè)操作平臺(tái)上運(yùn)行,其可移植性較高,在Windows操作系統(tǒng)上所開發(fā)的應(yīng)用程序只能在Windows操作平臺(tái)上來執(zhí)行多項(xiàng)任務(wù)。嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展起源是微型機(jī),在微型機(jī)的發(fā)展基礎(chǔ)上又進(jìn)入到單片機(jī)時(shí)代,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的提高,在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域中又結(jié)合了通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等,這些技術(shù)水平的提高為嵌入式系統(tǒng)的研發(fā)工作提供了平臺(tái)。嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用模式主要有兩種,一種是基于電子系統(tǒng)的嵌入式設(shè)計(jì),另一種則是計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的嵌入式設(shè)計(jì),這兩種應(yīng)用模式并行發(fā)展,在不同的應(yīng)用領(lǐng)域中互補(bǔ)。從目前嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用情況來看,單片機(jī)形式的嵌入式系統(tǒng)在日常生活領(lǐng)域中應(yīng)用較多,而工業(yè)及軍事領(lǐng)域中的嵌入式系統(tǒng)多是以整機(jī)嵌入和單板嵌入的形式應(yīng)用。
(二)應(yīng)用領(lǐng)域
在科技水平顯著提升的時(shí)代下,嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)安全、網(wǎng)絡(luò)安全、3G技術(shù)應(yīng)用、身份識(shí)別技術(shù)、傳感器等多個(gè)方面都得到了應(yīng)用,具有實(shí)時(shí)性、可靠性與可移植性特點(diǎn),在家庭、娛樂場(chǎng)所及工作中都得到了應(yīng)用,其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。其中在家庭中嵌入系統(tǒng)的應(yīng)用主要是隱藏在家電中,讓消費(fèi)者在無形之中享受到嵌入式技術(shù)所提供的效益。其中家庭嵌入式系統(tǒng)的形式較多,主要包括有衛(wèi)星接收盒、電視有線、安全系統(tǒng)、家庭影院等,微處理器技術(shù)的發(fā)展使普通產(chǎn)品的功能得到改善,嵌入式系統(tǒng)對(duì)家庭產(chǎn)品的研發(fā)工作具有推動(dòng)作用。而在娛樂場(chǎng)所中的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用較多,如在車內(nèi)的導(dǎo)航系統(tǒng),人們可以根據(jù)汽車導(dǎo)航系統(tǒng)快速到達(dá)目的地;在玩具飛機(jī)中裝入嵌入式系統(tǒng),可以使玩具飛機(jī)的飛行高度達(dá)到最高,減少信號(hào)干擾;在GPS技術(shù)中應(yīng)用嵌入式系統(tǒng),可以讓戶外運(yùn)動(dòng)者盡情享受戶外美景。在工作環(huán)境中嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用使人們的職業(yè)習(xí)慣發(fā)生改變,其中的典型代表是因特網(wǎng),通過多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的連接而實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)集合,從路由器、調(diào)制解調(diào)器及打印機(jī)等到交換機(jī)等都是嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例。
(三)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展
隨著嵌入式系統(tǒng)的開發(fā),在嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)中對(duì)其技術(shù)要求越來越高,因此就需要對(duì)其編程模型和算法進(jìn)行不斷改進(jìn),如對(duì)編譯器的性能進(jìn)行不斷優(yōu)化,采用Java編程模式,使程序代碼更加精簡化,并提供跨平臺(tái)支持,使代碼執(zhí)行效率提高。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及多媒體技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,對(duì)于音頻、視頻等信息處理技術(shù)水平的提高,為嵌入式系統(tǒng)與多媒體技術(shù)的結(jié)合創(chuàng)造了條件,同時(shí)也為嵌入式系統(tǒng)與人機(jī)交互技術(shù)的結(jié)合提供技術(shù)支持,以便于用戶對(duì)嵌入式產(chǎn)品的應(yīng)用。除此之外,嵌入式系統(tǒng)在發(fā)展過程中,由于計(jì)算機(jī)技術(shù)由集中計(jì)算向普適計(jì)算的方式進(jìn)行演變,從而為嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)提供依據(jù),嵌入式系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合,不僅要實(shí)現(xiàn)信息互通,還要讓嵌入式系統(tǒng)享受到網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)。
三、結(jié)語
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展及廣泛應(yīng)用,嵌入式系統(tǒng)的研發(fā)也成為科技人員所要重點(diǎn)研究的內(nèi)容,嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域也越加廣泛,從家庭領(lǐng)域逐漸擴(kuò)展到工作領(lǐng)域及娛樂活動(dòng)中,實(shí)現(xiàn)了通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的一體化,嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)也發(fā)生了一定的改變。
(作者單位:呼和浩特職業(yè)學(xué)院)