浅议嵌入式系统设计和发展趋势

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1、浅议嵌入式系统设计和发展趋势摘要：随着二十一世纪信息时代到来，越来越多数字产品出现在我们身边，嵌入式系统发展也进入全盛时期。移动通信设施、便携计算机、平板电脑、消费电子领域甚至军事领域都或多或少的存在嵌入式系统的影子。作为集多种技术于一身的嵌入式系统，有着自身发展优势，下面就嵌入式系统设计及未来发展趋势谈谈本人一点体会。关键词：嵌入式；嵌入式系统；嵌入式系统设计；发展趋势中图分类号：TP368.11嵌入式系统的历史20世纪60年代以晶体管、磁芯存储为基础的计算机开始用于航空等军用领域。20世纪70年代之后，随着单片机出现，再到今天发展成各式各样的嵌入式微处理器。这使得汽车、

2、民用电器、工业机械器材及各种通信设施，通过内嵌电子设备来获得更好的使用性能，这些内嵌的电子设备已经初步具备了嵌入式的特点。20世纪80年代，计算机程序编写有了突飞猛进的发展,专业人士开始用更高级更精准的操作系统编程进行实际嵌入式应用，使得他们不但节约开发成本，并且可以获得极高的开发效率和更短的开发周期。20世纪90年代，随着对实时性功能急迫要求及各种应用软件的出现，导致软件规模数量不断上升，嵌入式操作系统已经开始出现新的变化，实时性变得非常突出，从而导致一场嵌入式系统研发的革命。2嵌入式系统的定义国际上通用的嵌入式系统定义是“控制、监视或者辅助机器和设备运行的系统装置，从而

3、完成既定功能的一种软件系统"。在我们国家嵌入式系统概念一般认为是：嵌入式系统是以计算机实际应用为基础，辅以计算机技术，对实际应用功能、安全可靠性、资本消耗等各种程序为导入要求的专用计算机系统。嵌入式系统一般由微处理器、嵌入式操作系统、硬件设备及客户应用程序组成。通常的嵌入式系统有以下几种：：Linux、uClinux、WinCE.PalmOS、Symbian.eCos、uCOSTI、VxWorks.pSOS、Nucleus.ThreadX、Rtems、QNX、INTEGRITY.OSE、CExecutiveo3嵌入式系统的发展现状2011年全球嵌入式软件市场平均增长率为31

4、%,中国嵌入式软件市场则超过了40%,居世界之首，2012年中国嵌入式软件产业销售收入已突破3000亿元人民币，但仍有市场空间。有业内专业咨询公司预计未来5年，嵌入式软件产业将继续保持高速增长态势，到2015年，产业规模有望达到5000亿元人民币。在网络与通信设备、消费电子、数字家电、汽车电子、医疗设备、工业精准控制方面都是嵌入式系统应用的领域，同时嵌入式系统在办公自动化、金融电子、国防军事及航空航天等领域也有她的身影，嵌入式软件均已得到广泛应用。在应用深度方面，也由最简单的仅有执行单一功能控制能力的嵌入式系统，发展到几乎与PC具有一样的功能，很多复杂的嵌入式系统，由若干个

5、小型嵌入式系统组成。随着需求的旺盛、技术的进步和市场的成熟，嵌入式设计与应用已成为工业现代化、智能化的必经之路，使嵌入式软件产业与数字化时代的传统产业和新兴产业的融合趋势进一步加强。4嵌入式系统设计4.1硬件设计部分对于嵌入式系统的硬件设计部分，包含处理器以及I/O端口等，具体设计包含以下几个部分。处理器设计：在嵌入式系统设计中，其核心就是嵌入式微处理器，嵌入式微处理器设计中，应该具备对实时多任务的响应能力，具有很强的存储保护功能，具有可扩展性，降低嵌入式微处理器功耗。总线设计：在总线设计部分，因为总线是进行互连以及传输信息、指令、数据的桥梁，因此在设计中应该特别注意,因此

6、在嵌入式系统中，可以采用片内总线与片外总线的方式，确保CPU与片内部件的连接，也可以确保与外部设备的准确连接。存储器设计：在对嵌入式系统的设计中，在嵌入式系统内可以分为高速缓存Cache以及主存、外存三种形式的存储器，在设计中对这三个存储器也应该有明确的设计，以便提高系统的运行速度。I/O端口设计：对于嵌入式系统的I/O设计中，因为嵌入式系统是面向应用的，因此对于输入/输出接口设计中，应该具备多任务、多平台的特点，确保嵌入式系统的适用性。4.2软件设计部分对于嵌入式系统的软件设计部分，首先应该清楚嵌入式软件是嵌入在硬件内的操作系统或者开发工具软件，是在嵌入式系统设计中的关联

7、核心，与嵌入式系统是密不可分的，因此对于嵌入式系统的软件设计中应该具备一定的优势，嵌入式操作系统中，包括驱动软件、系统内核以及通信协议、图形界面、标准化浏览器等程序，以满足嵌入式系统开发设计的需求。软件设计中的任务管理：对于嵌入式系统来说，在内核的软件设计部分，其任务管理中应该具备任务调度、删除任务、创建任务、挂起任务以及设置任务优先级的功能，以此来实现对嵌入式系统的调度。内存管理的设计：在嵌入式系统的软件设计中，对于系统的内存管理中，将会采用静态内存分配以及动态内存分配的方式进行管理，并且应用虚拟内存技术，为实时