關(guān)于嵌入式軟硬件系統的簡(jiǎn)單剖析！

　　計算機作為20世紀人類(lèi)社會(huì )最偉大的發(fā)明之一，近期也逐步邁入后PC時(shí)代。后PC時(shí)代的到來(lái)也標志著(zhù)嵌入式產(chǎn)品的誕生，如手機、PDA、數控機床等。

　　中國擁有世界上最大的消費電子產(chǎn)品市場(chǎng)，手機、彩電、VCD、家用電器等的擁有量都居世界第一。隨著(zhù)經(jīng)濟水平的提高和消費結構的改變，人們對消費電子產(chǎn)品的要求越來(lái)越高，如產(chǎn)品的靈活性、可控性、耐用性、高性?xún)r(jià)比等，這些都可以通過(guò)合理、有效的嵌入式系統設計和優(yōu)化來(lái)實(shí)現。另外，在現代化的醫療、測控儀器和機電產(chǎn)品中對系統的可靠性、實(shí)時(shí)性要求較高，更需要有專(zhuān)用的嵌入式系統的支持，這些需求都極大地刺激了嵌入式系統的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。嵌入式系統的發(fā)展將會(huì )更加完善信息產(chǎn)業(yè)的框架，成為信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的加速器。隨著(zhù)嵌入式系統復雜度的提高，軟硬件的協(xié)同是嵌入式系統的關(guān)鍵。

　　嵌入式系統的定義

　　從產(chǎn)品的應用角度來(lái)說(shuō)，嵌入式系統是控制、監視或者輔助設備機器和車(chē)間運行的裝置。而眾多不同專(zhuān)業(yè)的人士從各自不同的角度思考和定位嵌入式系統，所以目前對嵌入式系統的定義非常多。

　　嵌入式系統按照目前業(yè)界和學(xué)術(shù)界對嵌入式系統的普遍看法，是以應用為中心，以計算機技術(shù)為基礎，軟硬件可裁剪，適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專(zhuān)用計算機系統。

　　嵌入式硬件系統

　　大多數嵌入式系統的硬件平臺。它包括兩部分：

　　1、以通用處理器為中心的協(xié)議處理模塊，用于網(wǎng)絡(luò )控制協(xié)議的處理;

　　2、以數字信號處理器(DSP)為中心的信號處理模塊，用于調制、解調和數/模信號轉換。

　　嵌入式系統的核心部件是各種類(lèi)型的嵌入式處理器，目前據不完全統計，當前全世界嵌入式處理器的品種總量已經(jīng)超過(guò)1000多種，流行體系結構有30幾個(gè)系列。由于嵌入式系統設計的差異性極大，因此選擇是多樣化的。

　　嵌入式處理器的功耗、體積、成本、可靠性、速度、處理能力、電磁兼容性等均受到應用要求的制約。在選擇處理器時(shí)要考慮的主要因素在于調查上市的CPU供應商、處理器的處理速度、技術(shù)指標、處理器的低工耗、處理器的軟件支持工具、處理器是否內置調試工具、處理器供應商是否提供評估板等。
 

 

　　嵌入式軟件系統

　　盡管嵌入式系統有著(zhù)無(wú)比廣闊的市場(chǎng)需求和發(fā)展前景，但嵌入式系統的發(fā)展多年來(lái)卻經(jīng)歷了一個(gè)曲折和痛苦的歷程。隨著(zhù)微處理器的產(chǎn)生，價(jià)格低廉、結構小巧的CPU和外設連接提供了穩定可靠的硬件架構，那么限制嵌入式系統發(fā)展的瓶頸就突出表現在了軟件方面。

　　從運行平臺來(lái)分，嵌入式軟件可以分為：

　　1、運行在開(kāi)發(fā)平臺上的軟件：設計、開(kāi)發(fā)、測試工具等

　　2、運行在嵌入式系統上的軟件：嵌入式操作系統、應用程序、驅動(dòng)程序及部分開(kāi)發(fā)工具

　　可用于嵌入式系統軟件開(kāi)發(fā)的操作系統很多，但選擇一個(gè)適合的操作系統，關(guān)鍵是從操作系統提供那些開(kāi)發(fā)工具、操作系統向硬件接口移植的難度、操作系統的內存要求、開(kāi)發(fā)人員是否熟悉此操作系統及其提供的API、操作系統是否有提供硬件的驅動(dòng)程序、操作系統是否具有可剪裁、操作系統的實(shí)時(shí)性等方面進(jìn)行考慮。

　　嵌入式應用軟件是實(shí)現嵌入式系統功能的關(guān)鍵，為了提高執行速度和系統可靠性，嵌入式軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機本身中，而不是存儲于磁盤(pán)等載體中，軟件代碼要求高質(zhì)量、高可靠性和高實(shí)時(shí)性。

　　嵌入式系統的特點(diǎn)與應用

　　嵌入式系統的硬件和軟件都必須量體裁衣，與通用型處理器相比，嵌入式處理器的最大不同是將大部分工作用在為特定用戶(hù)群設計的系統中，它通常都具有低功耗、體積小、集成度高等特點(diǎn)，能夠把很多任務(wù)集成在芯片內部，從而有利于嵌入式系統設計趨于小型化，使得移動(dòng)能力大大增強。

　　嵌入式處理器的功耗、體積、成本、可靠性、速度、處理能力、電磁兼容性等均受到應用要求的制約。

　　嵌入式微處理器具備4個(gè)特點(diǎn)：

　　1、對實(shí)時(shí)多任務(wù)有很強的支持能力

　　嵌入式系統能完成多任務(wù)并且有較短的中斷響應時(shí)間，從而使內部的代碼和實(shí)時(shí)內核的執行時(shí)間減少到最低限度。

　　2、具有功能很強的存儲區保護功能

　　由于嵌入式系統的軟件結構已模塊化，而為了避免在軟件模塊之間出現錯誤的交叉作用，需要設計強大的存儲區保護功能，同時(shí)也有利于軟件診斷。

　　3、可擴展的處理器結構

　　可擴展的處理器結構能最迅速地開(kāi)發(fā)出滿(mǎn)足應用的最高性能的嵌入式微處理器。

　　4、功耗很低

　　用于便攜式的無(wú)線(xiàn)及移動(dòng)的計算和通信設備中，靠電池供電的嵌入式系統功耗是mW甚至μW級。