嵌入式系统现状与发展前景研究

现代商贸工业　ＮＯ．１５，２Ｏ１Ｏ　Ｍｏｄｅｒｎ　Ｂｕｓｉｎｅｓｓ　Ｔｒａｄｅ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　２０１０年第１５期　嵌人式系统现状与发展前景研究　左　璐　（武汉大学电子信息学院，湖北武汉４３００７９）　摘　要：嵌入式系统是用来控制处理外部世界各种中断信号的计算机系统，嵌入式系统被定义为以应用为中心、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。　关键词：嵌入式；现状；发展前景　中图分类号：ＴＰ　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—３１９８（２０１０）１５－０３３１—０１　１嵌入式系统的分类　目前根据其发展现状，嵌人式计算机可以分成下面几类。　１．１嵌入式微处理器　３嵌入式系统的未来发展趋势　信息时代，数字时代使得嵌入式产品获得了巨大的发　展契机，为嵌入式市场展现了美好的前景，同时也对嵌入式　生产厂商提出了新的挑战，从中我们可以看出未来嵌入式　系统的几大发展趋势：　（１）嵌入式开发是一项系统工程，因此要求嵌入式系统　嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的ＣＰＵ。在应　用中，将微处理器装配在专门设计的电路板上，只保留和嵌　入式应用有关的母板功能，这样可以大幅度减小系统体积　和功耗。为了满足嵌入式应用的特殊要求，嵌入式微处理　器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的，但在工作　厂商不仅要提供嵌入式软硬件系统本身，同时还需要提供　强大的硬件开发工具和软件包支持。　温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。和　工业控制计算机相比，嵌入式微处理器具有体积小、重量　目前很多厂商已经充分考虑到这一点，在主推系统的同　时，将开发环境也作为重点推广。比如三星在推广Ａｒｍ７，Ａｒｍ９　轻、成本低、可靠性高的优点，但是在电路板上必须包括　芯片的同时还提供开发板和版及支持包（ＢｓＰ），而、　ｎｄｏｗＣＥ　ＲＯＭ、ＲＡＭ、总线接口、各种外设等器件，从而降低了系统　在主推系统时也提供Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ＶＣ＋＋作为开发工具，还有　的可靠性，技术保密性也较差。　１．２嵌入式微控制器　Ｖｘｗｏｒｋｓ的Ｔｏｎａｄｏ开发环境，ＤｅｌｔａＯＳ的Ｌｉｍｄａ编译环境等等　都是这一趋势的典型体现。当然，这也是市场竞争的结果。　（２）网络化、信息化的要求随着因特网技术的成熟、带宽的　嵌入式微控制器又称单片机（Ｉｎｔｅｌ最早将自己生产的单片　使得以往单一功能的设备如电话、手机、冰箱、　机命名为嵌入式微控制器），就是将整个计算机系统集成到一　提高日益提高，结构更加复杂。　块芯片中。和嵌入式微处理器相比，微控制器的最大特点是单　微波炉等功能不再单一，片化，体积大大减小，从而使功耗和成本下降、可靠性提高。　１．３嵌入式ＤＳＰ处理器　这就要求芯片设计厂商在芯片上集成更多的功能，为　了满足应用功能的升级，设计师们一方面采用更强大的嵌　强处理能力，同时增加功能接口，如ＵｓＢ，扩展总线类型，如　ＣＡＮ　ＢＵＳ，加强对多媒体、图形等的处理，逐步实施片上系　统（ＳＯＣ）的概念。软件方面采用实时多任务编程技术和交　ＤＳＰ处理器采用哈佛结构，适合于执行ＤＳＰ算法，编译　入式处理器如３２位、６４位ＲＩＳＣ芯片或信号处理器ＤＳＰ增　效率较高，指令执行速度高。　１．４嵌入式片上系统　随着ＥＤＩ的推广和ＶＩ　ｓＩ设计的普及化，及半导体工艺　的迅速发展，在一个硅片上实现一个更为复杂的系统的时代已　叉开发工具技术来控制功能复杂性，简化应用程序设计、保　来临，这就是Ｓｙｓｔｅｍ　Ｏｎ　Ｃｈｉｐ（ＳＯＣ）。整个嵌入式系统大部分　障软件质量和缩短开发周期，如ＨＰ。　均可集成到一块或几块芯片中去，应用系统电路板将变得很简　洁，对于减小体积和功耗、提高可靠性非常有利。　（３）网络互联成为必然趋势。未来的嵌入式设备为了　适应网络发展的要求，必然要求硬件上提供各种网络通信　接口。传统的单片机对于网络支持不足，而新一代的嵌入　式处理器已经开始内嵌网络接口，除了支持ＴＣＰ／ＩＰ协议，　２嵌入式系统的现状　进入２０世纪９Ｏ年代，嵌人式技术全面展开，目前已成　为通信和消费类产品的共同发展方向。在通信领域，数字　还有的支持ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、ＣＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ或ＩｒＤＡ通信　技术正在全面取代模拟技术。在广播电视领域，美国已开　接口中的一种或者几种，同时也需要提供相应的通信组网　始由模拟电视向数字电视转变，欧洲的ＤＶＢ（数字电视广　协议软件和物理层驱动软件。软件方面系统系统内核支持　播）技术已在全球大多数国家推广。数字音频广播（ＤＡＢ）　也已进入商品化试播阶段。而软件、集成电路和新型元器　件在产业发展中的作用日益重要。所有上述产品中，都离　网络模块，甚至可以在设备上嵌入Ｗｅｂ浏览器，真正实现随　时随地用各种设备上网。　（４）精简系统内核、算法，降低功耗和软硬件成本。未　不开嵌入式系统技术。象前途无可计量的维纳斯计划生产　来的嵌入式产品是软硬件紧密结合的设备，为了减低功耗　需要设计者尽量精简系统内核，只保留和系统功能　机顶盒，核心技术就是采用３２位以上芯片级的嵌入式技　和成本，紧密相关的软硬件，利用最低的资源实现最适当的功能，这　人移动的数据处理和通讯软件。由于嵌入式设备具有自然　就要求设计者选用最佳的编程模型和不断改进算法，优化编　既要软件人员有丰富的硬件知识，又需要发　的人机交互界面，ＧＵＩ屏幕为中心的多媒体界面给人很大　译器性能。因此，术。在个人领域中，嵌人式产品将主要是个人商用，作为个　的亲和力。手写文字输入、语音拨号上网、收发电子邮件以　及彩色图形、图像已取得初步成效。　展先进嵌入式软件技术，如Ｊａｖａ、Ｗｅｂ和ＷＡＰ等。　３３１—