一  概述

1  嵌入式系统的定义和市场前景

嵌入式系统是指以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可剪裁，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。它主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户应用软件等部分组成。用于实现对其它设备的控制、监视和管理等功能，它通常嵌入在主要设备中运行。

PC机主要应用在办公室自动化领域，而嵌入式系统已经广泛渗透到人们的工作、生活中，从家用电器、手持通讯设备、信息终端、仪器仪表、汽车、航天航空、军事装备、制造工业、过程控制等。今天，嵌入式系统带来的工业年产值已超过1万亿美元。美国著名未来学家尼葛洛庞帝99年1月访华时曾预言，4~5年后嵌入式智能（电脑）工具将是PC和因特网之后最伟大的发明。据统计，嵌入式处理器的数量占分散处理器的94%，而PC机用的处理器只占6%。汽车大王福特公司的高级经理曾称：“福特出售的‘计算能力’已超过了IBM！”用市场观点来看，PC已经从高速增长进入到平稳发展时期，其年增长率由上世纪90年代中期的35%逐年下降，单纯由PC机带领电子产业蒸蒸日上的时代已经成为历史，根据PC时代的概念，美国Business week 杂志提出了“后PC时代”概念。

根据美国嵌入式系统专业杂志RTC报道，21世纪初的十年中，全球嵌入式系统市场需求量具有比PC市场大10至100倍的商机。1998年在芝加哥举办的嵌入式系统会议上，与会专家一致认为，21世纪嵌入式系统将无所不在，它将为人类生产带来革命性的发展，实现“PCs Everywhere”的生活梦想。

2  嵌入式系统的几个发展阶段

嵌入式系统的出现至今已经有30多年的历史，近几年来，计算机、通信、消费电子的一体化趋势日益明显，嵌入式技术已成为一个研究热点。纵观嵌入式技术的发展过程，大致经历四个阶段。

第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统，具有与监测、伺服、指示设备相配合的功能。这类系统大部分应用于一些专业性强的工业控制系统中，一般没有操作系统的支持，通过汇编语言编程对系统进行直接控制。这一阶段系统的主要特点是：系统结构和功能相对单一，处理效率较低，存储容量较小，几乎没有用户接口。由于这种嵌入式系统使用简单、价格低，以前在国内工业领域应用较为普遍，但是已经远不能适应高效的、需要大容量存储的现代工业控制和新兴信息家电等领域的需求。

第二阶段是以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统。主要特点是：CPU种类繁多，通用性比较弱；系统开销小，效率高；操作系统达到一定的兼容性和扩展性；应用软件较专业化，用户界面不够友好。

第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。主要特点是：嵌入式操作系统能运行于各种不同类型的微处理器上，兼容性好；操作系统内核小、效率高，并且具有高度的模块化和扩展性；具备文件和目录管理、多任务、网络支持、图形窗口以及用户界面等功能；具有大量的应用程序接口API，开发应用程序较简单；嵌入式应用软件丰富。

第四阶段是以Internet为标志的嵌入式系统。这是一个正在迅速发展的阶段。目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外，但随着Internet的发展以及Internet技术与信息家电、工业控制技术结合日益密切，嵌入式设备与Internet的结合将代表嵌入式系统的未来。

综上所述，嵌入式系统技术日益完善，32位微处理器在该系统中占主导地位，嵌入式操作系统已经从简单走向成熟，它与网络、Internet结合日益密切，因而，嵌入式系统应用将日益广泛。

3  嵌入式系统的技术特点

–  嵌入式系统是集软件、硬件于一体的高可靠性系统 嵌入式系统麻雀虽小，五脏俱全，软件除操作系统外，还需有完成嵌入式系统功能的应用软件，硬件除了CPU外，还需有外围电路支持，微处理器、微控制器、DSP已构成嵌入式系统硬件的基础。

–  嵌入式系统是资源开销小的高性能价格比系统 嵌入式系统的发展离不开应用，应用的共同要求是系统资源开销小，由于嵌入式系统技术日益完善，各种高性能嵌入式应用系统层出不穷，它已是资源开销小的高性能价格比的一类应用系统。为了满足系统资源开销小、高性能、高可靠性的要求，大多使用Flash Memory。

–  嵌入式系统是功能强大、使用灵活方便的系统 嵌入式系统应用的广泛性，要求该系统通常是无键盘、无需编程的应用系统，使用它应如同使用家用电器一样方便。

4  嵌入式系统的发展趋势

–  低功耗嵌入式系统 为满足高可靠性要求，低功耗的系统将应运而生。

–  Java虚拟机与嵌入式Java 开发嵌入式系统希望有一个方便的、跨平台的语言与工具，Java正是用Java虚拟机实现Java程序独立于各机种的平台。经过努力，一个支持嵌入式系统开发的、足够小、足够快、又有足够确定性的嵌入式Java程序包已经出现，Java虚拟机与嵌入式Java将成为开发嵌入式系统的有力工具。

–  嵌入式系统的多媒体化和网络化 随着多媒体技术的发展，视频、音频信息的处理水平越来越高，为嵌入式系统的多媒体化创造了良好的条件，嵌入式系统的多媒体化将变成现实。它在网络环境中的应用已是不可抗拒的潮流，并将占领网络接入设备的主导地位。

–  嵌入式系统的智能化 嵌入式系统与人工智能、模式识别技术的结合，将开发出各种更具人性化、智能化的嵌入式系统。

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