嵌入式系統(tǒng)4大分類(lèi)介紹，大佬帶你看嵌入式系統(tǒng)諸多特點(diǎn)

嵌入式系統(tǒng)作為主流系統(tǒng)之一，在各大行業(yè)中都有其身影。上篇文章中，小編對(duì)嵌入式系統(tǒng)的嵌入方式有所解讀。為增進(jìn)大家對(duì)嵌入式系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)嵌入式系統(tǒng)的分類(lèi)和嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)予以介紹。如果你對(duì)嵌入式系統(tǒng)具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、嵌入式系統(tǒng)的分類(lèi)

有些人把單個(gè)嵌入式微處理器就當(dāng)作嵌入式系統(tǒng)，這是不對(duì)的。因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，因此，只有將嵌入式微處理器構(gòu)成了一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并作為嵌入式應(yīng)用時(shí)，這樣的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)才可稱(chēng)為嵌入式系統(tǒng)。

根據(jù)不同的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)嵌入式系統(tǒng)有不同的分類(lèi)方法，如按其形態(tài)的差異，一般可將嵌入式系統(tǒng)分為：芯片級(jí)(MCU、SoC)、板級(jí)(單片機(jī)、模塊)和設(shè)備級(jí)(工控機(jī))三級(jí)。如按其復(fù)雜程度的不同，又可將嵌入式系統(tǒng)分為以下四類(lèi)：

(1)主要由微處理器構(gòu)成的嵌入式系統(tǒng)，常常用于小型設(shè)備中(如溫度傳感器、煙霧和氣體探測(cè)器及斷路器);

(2)不帶計(jì)時(shí)功能的微處理器裝置，可在過(guò)程控制、信號(hào)放大器、位置傳感器及閥門(mén)傳動(dòng)器等中找到;

(3)帶計(jì)時(shí)功能的組件，這類(lèi)系統(tǒng)多見(jiàn)于開(kāi)關(guān)裝置、控制器、電話(huà)交換機(jī)、包裝機(jī)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、醫(yī)藥監(jiān)視系統(tǒng)、診斷及實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)等等;

(4)在制造或過(guò)程控制中使用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這也就是由工控機(jī)級(jí)組成的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是這四類(lèi)中最復(fù)雜的一種。也是現(xiàn)代印刷設(shè)備中經(jīng)常應(yīng)用一種。

二、嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)

(1)嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物。這一點(diǎn)就決定了它必然是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識(shí)集成系統(tǒng)。嵌入式CPU能夠把通用CPU中許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部，從而有利于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)趨于小型化，移動(dòng)能力大大增強(qiáng)，跟網(wǎng)絡(luò)的耦合也越來(lái)越緊密。

(2)嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計(jì)，量體裁衣、去除冗余，力爭(zhēng)在同樣的硅片面積上實(shí)現(xiàn)更高的性能，這樣才能在具體應(yīng)用中對(duì)微處理器的選擇更具有競(jìng)爭(zhēng)力。

(3)嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起，它的升級(jí)換代也是和具體產(chǎn)品同步進(jìn)行，因此嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進(jìn)入市場(chǎng)，具有較長(zhǎng)的生命周期。

(4)高實(shí)時(shí)性的系統(tǒng)軟件(OS)是嵌入式軟件的基本要求。而且軟件要求固態(tài)存儲(chǔ)，以提高速度;軟件代碼要求高質(zhì)量和高可靠性。

(5)嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開(kāi)發(fā)能力，即使設(shè)計(jì)完成后用戶(hù)通常也不能對(duì)其中的程序、功能進(jìn)行修改。而且還必須有一套開(kāi)發(fā)工具和環(huán)境才能進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

(6)專(zhuān)用性強(qiáng)。由于嵌入式系統(tǒng)通常是面向某個(gè)特定應(yīng)用的，所以嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件，尤其是軟件，都是為特定用戶(hù)群設(shè)計(jì)的，通常具有某種專(zhuān)用性的特點(diǎn)。

(7)體積小型化。嵌入式計(jì)算機(jī)把通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部，從而有利于實(shí)現(xiàn)小型化，方便將嵌入式系統(tǒng)嵌入目標(biāo)系統(tǒng)中。

(8)實(shí)時(shí)性好。嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程控制、數(shù)據(jù)采集、傳輸通信等場(chǎng)合，主要用來(lái)對(duì)宿主對(duì)象進(jìn)行控制，所以對(duì)嵌入式系統(tǒng)有或多或少的實(shí)時(shí)性要求。例如，對(duì)武器中的嵌入式系統(tǒng)，某些工業(yè)控制裝置中的控制系統(tǒng)等的實(shí)時(shí)性要求就極高。有些系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性要求也并不是很高，例如，近年來(lái)發(fā)展速度比較快的掌上電腦等。但總體來(lái)說(shuō)，實(shí)時(shí)性是對(duì)嵌入式系統(tǒng)的普遍要求，是設(shè)計(jì)者和用戶(hù)應(yīng)重點(diǎn)考慮的一個(gè)重要指標(biāo)。

(9)可裁剪性好。從嵌入式系統(tǒng)專(zhuān)用性的特點(diǎn)來(lái)看，嵌入式系統(tǒng)的供應(yīng)者理應(yīng)提供各式各樣的硬件和軟件以備選用，力爭(zhēng)在同樣的硅片面積上實(shí)現(xiàn)更高的性能，這樣才能在具體應(yīng)用中更具競(jìng)爭(zhēng)力。

(10)可靠性高。由于有些嵌入式系統(tǒng)所承擔(dān)的計(jì)算任務(wù)涉及被控產(chǎn)品的關(guān)鍵質(zhì)量、人身設(shè)備安全，甚至國(guó)家機(jī)密等重大事務(wù)，且有些嵌入式系統(tǒng)的宿主對(duì)象工作在無(wú)人值守的場(chǎng)合，如在危險(xiǎn)性高的工業(yè)環(huán)境和惡劣的野外環(huán)境中的監(jiān)控裝置。所以，與普通系統(tǒng)相比較，嵌入式系統(tǒng)對(duì)可靠性的要求極高。

(11)功耗低。有許多嵌入式系統(tǒng)的宿主對(duì)象是一些小型應(yīng)用系統(tǒng)，如移動(dòng)電話(huà)、MP3、數(shù)碼相機(jī)等，這些設(shè)備不可能配置交流電源或容量較大的電源，因此低功耗一直是嵌入式系統(tǒng)追求的目標(biāo)。

(12)嵌入式系統(tǒng)本身不具備自我開(kāi)發(fā)能力，必須借助通用計(jì)算機(jī)平臺(tái)來(lái)開(kāi)發(fā)。嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成以后，普通用戶(hù)通常沒(méi)有辦法對(duì)其中的程序或硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，必須有一套開(kāi)發(fā)工具和環(huán)境才能進(jìn)行。

(13)嵌入式系統(tǒng)通常采用“軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)”的方法實(shí)現(xiàn)。早期的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法經(jīng)常采用的是“硬件優(yōu)先”原則，即在只粗略估計(jì)軟件任務(wù)需求的情況下，首先進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，然后在此硬件平臺(tái)之上進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。如果采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，則一旦在測(cè)試中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，需要對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改時(shí)，整個(gè)設(shè)計(jì)流程將重新進(jìn)行，對(duì)成本和設(shè)計(jì)周期的影響很大。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在很大程度上依賴(lài)于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)。20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著電子和芯片等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)出現(xiàn)了軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)方法，即使用統(tǒng)一的方法和工具對(duì)軟件和硬件進(jìn)行描述、綜合和驗(yàn)證。在系統(tǒng)目標(biāo)要求的指導(dǎo)下，通過(guò)綜合分析系統(tǒng)軟硬件功能及現(xiàn)有資源，協(xié)同設(shè)計(jì)軟硬件體系結(jié)構(gòu)，以最大限度地挖掘系統(tǒng)軟硬件能力，避免由于獨(dú)立設(shè)計(jì)軟硬件體系結(jié)構(gòu)而帶來(lái)的種種弊病，得到高性能、低代價(jià)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

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