嵌入式发展历史与现状

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1、嵌入式操作系统的发展现状摘要：概括了嵌入式系统和嵌入式操作系统的发展和现状。总结了嵌入式系统及嵌入式操作系统的特点。介绍了目前常见的嵌入式操作系统及其实现技术。讨论了嵌入式操作系统今后的应用和发展前景。关键词：嵌入式系统、嵌入式操作系统、发展历史、技术特点、常用操作系统应用和前景从20世纪70年代初出现第一个微处理器开始,嵌入式系统的发展已经有20余年的历史了。随着计算机技术和产品对其它行业的广泛渗透,以应用为中心的分类方法变得更为切合实际,也就是按计算机的嵌入式应用和非嵌入式应用将其分为嵌入式计算机和通用计算机。通用计算机具有计算机的标准形式,通过装配

2、不同的应用软件,以类同面目出现并应用在社会的各个方面,其典型产品为PC;而嵌入式计算机则是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统中。嵌入式系统将在“后PC”时期大显身手。嵌入式系统是根据应用的要求,将操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中,从而实现软件与硬件一体化的计算机系统。嵌入式系统一般不提供与终端用户交互的手段,具有小巧、高度自动化、响应速度快等特点。作为嵌入式系统灵魂的嵌入式操作系统是随着嵌入式系统的发展出现的,它是嵌入式系统发展到一定阶段的产物。嵌入式操作系统的出现,将大大提高嵌入式系统开发的效率,改变以往嵌入式软件设计只能针对具体的

3、应用从头做起。在嵌入式操作系统之上开发嵌入系统将减少系统开发的工作量,增强嵌入式应用软件的可移植性,使嵌入式系统的开发方法更具科学性。1.嵌入式系统嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件是可裁剪的，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统最典型的特点是与人们的日常生活紧密相关，任何一个普通人都可能拥有各类形形色色运用了嵌入式技术的电子产品，小到MP3、PDA等微型数字化设备，大到信息家电、智能电器、车载GIS，各种新型嵌入式设备在数量上已经远远超过了通用计算机。这也难怪美国著名未来学家尼葛洛庞帝在1

4、999年1月访华时就预言，4~5年后嵌入式智能工具将成为继PC机和Internet之后计算机工业最伟大的发明。1.1嵌入式系统的发展历史虽然嵌入式系统是近几年才开始真正风靡起来的，但事实上嵌入式这个概念却很早就已经存在了，从上个世纪70年代单片机的出现到今天各种嵌入式微处理器、微控制器的广泛应用，嵌入式系统少说也有了近30年的历史。纵观嵌入式系统的发展历程，大致经历了以下四个阶段：无操作系统阶段嵌入式系统最初的应用是基于单片机的，大多以可编程控制器的形式出现，具有监测、伺服、设备指示等功能，通常应用于各类工业控制和飞机、导弹等武器装备中，一般没有操作系统

5、的支持，只能通过汇编语言对系统进行直接控制，运行结束后再清除内存。这些装置虽然已经初步具备了嵌入式的应用特点，但仅仅只是使用8位的CPU芯片来执行一些单线程的程序，因此严格地说还谈不上"系统"的概念。这一阶段嵌入式系统的主要特点是：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便、价格低廉，因而曾经在工业控制领域中得到了非常广泛的应用，但却无法满足现今对执行效率、存储容量都有较高要求的信息家电等场合的需要。简单操作系统阶段20世纪80年代，随着微电子工艺水平的提高，IC制造商开始把嵌入式应用中所需要的微处理

6、器、I/O接口、串行接口以及RAM、ROM等部件统统集成到一片VLSI中，制造出面向I/O设计的微控制器，并一举成为嵌入式系统领域中异军突起的新秀。与此同时，嵌入式系统的程序员也开始基于一些简单的"操作系统"开发嵌入式应用软件，大大缩短了开发周期、提高了开发效率。这一阶段嵌入式系统的主要特点是：出现了大量高可靠、低功耗的嵌入式CPU（如PowerPC等），各种简单的嵌入式操作系统开始出现并得到迅速发展。此时的嵌入式操作系统虽然还比较简单，但已经初步具有了一定的兼容性和扩展性，内核精巧且效率高，主要用来控制系统负载以及监控应用程序的运行。实时操作系统阶段2

7、0世纪90年代，在分布控制、柔性制造、数字化通信和信息家电等巨大需求的牵引下，嵌入式系统进一步飞速发展，而面向实时信号处理算法的DSP产品则向着高速度、高精度、低功耗的方向发展。随着硬件实时性要求的提高，嵌入式系统的软件规模也不断扩大，逐渐形成了实时多任务操作系统（RTOS），并开始成为嵌入式系统的主流。这一阶段嵌入式系统的主要特点是：操作系统的实时性得到了很大改善，已经能够运行在各种不同类型的微处理器上，具有高度的模块化和扩展性。此时的嵌入式操作系统已经具备了文件和目录管理、设备管理、多任务、网络、图形用户界面（GUI）等功能，并提供了大量的应用程序接

8、口（API），从而使得应用软件的开发变得更加简单。面向Internet阶段21世