嵌入式入门，资深工程师教你如何起步？

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摘要:从嵌入式系统定义出发，分析嵌入式系统组成，和单片微机的关系，嵌入式
系统开发工具，及嵌入式 系统的突出优点，提出了嵌入式系统的嵌入深度ED定义
，并讨论了应用，热点，应用实例，配套技术，及未来发展前景。


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一、 嵌入式系统定义

嵌入式系统是计算机技术,通信技术,半导体技术,微电子技术,语音图象数据
传输技术,甚至传感器等先进技术和具体应用对象相结合后的更新换代产品。因此
往往是技术密集,投资强度大,高度分散,不断创新的知识密集型系统。反映当代最
新技术的先进水平。
嵌入式系统不仅和一般的PC 机上的应用系统不同,就是针对不同的具体应用而设
计的嵌入式系统之间差别也很大。嵌入式系统一般功能单一,简单,且在兼容性方
面要求不高,但是在大小,成本方面限制较多。
嵌入式计算机基本上不能算是嵌入式系统。它仍然是计算机一类,不过是工作条件
有所不同而已,因为它还保留了计算机的基本。下面给出关于嵌入式系统的论述,
请参考:

1、嵌入式计算机(Embedded Computer):

指被安装,固定,嵌入到武器系统,战术系统,飞机,舰艇,导弹,星体,宇宙飞船
,仪器仪表以及某些指挥与控制系统等的加固型,标准模块化数据处理机。


2、嵌入式系统泛指嵌入于宿主设备的计算机系统,嵌入的目的主要是用智能
化提升宿主设备的功能。嵌入式系统可大可小,位数可多可少,完全由能满足宿主
设备的功能要求来决定。

3、嵌入式系统定义:嵌入于宿主设备以辅助宿主设备高质量完成其功能为目
的的小巧而廉价的计算机系统。
上述(1,2,3项)三种定义没有脱离计算机范畴,仍是计算机,我认为不确切。嵌入式
系统首先是非PC系统,否则仍是计算机系统.

4、嵌入式系统是一个分散的工业,充满了竞争、机遇与创新,没有哪一个系列
的处理器和操作系统能够垄断全部市场。

5、嵌入式系统是面向用户,面向产品,面向应用的。如果独立于应用,自行发
展,则会失去市场。嵌入式处理器的功耗、体积、成本、可靠性、速度、处理能力
、电磁兼容性等方面均受到应用要求的制约,这些也是各个半导体厂商之间竞争的
热点。

4,5两项仅说明了嵌入式系统的一般特性和功能,没有深入本质,亦不确切。

6、有人认为嵌入式系统可应用下列公式描述:ES=3C(Computer+Communicat
ion+ Consumerelectronics)+Internet+WAP+GBS+UPS+Sensors +IP+ ★★★★ -
--＞ESOC。

由上述公式表达内容组成的芯片装配成的系统,可以称为嵌入式系统。芯片的
功能密度要高,价廉物美(可靠性,智能化,多功能,但要专用)。当应用"嵌入式片上
系统"芯片(ESOC)而组成的系统更不用说亦是嵌入式系统。我同意6项的说法。其
定义概括如下:

嵌入式系统定义:是现代科学的多学科互相融合的以应用技术产品为核心,以
计算机技术为基础,以通信技术为载体,以消费类产品为对象,引入各类传感器加入
,进入Internet网络技术的连接,而适应应用环境的产品。嵌入式系统无多余软件
,并且以固化态出现,硬件亦无多余存储器,可靠性高,成本低,体积小,功耗少的非
计算机系统。因此它包含了十分广泛应用的各种不同类型的设备,嵌入式系统又是
知识密集,投资规模大,产品更新换代快,且具有不断创新特征才能不断发展的系统
,系统中采用片上系统(SOC亦称系统芯片)将是其发展趋势。嵌入式系统将形成庞
大的产业群。屹立于世界之林。

关于"系统"的定义如何理 解,下面提供一般说法:

系统(SYSTEM):能够完成或支援(或两者兼有)某项工程任务的若干设备,技能
和技术的综合体系。一个完整的系统应包括为某项工程任务及支援所需的所有设
备,有关装置,材料,软件,辅助设备,人员,工作场地,环境设施等构成的综合体系。
(如:远程预警系统,卫星测控系统,防空系统,引导电子系统,计算机火控系统等)。
希望读者能根据当前技术发展要求提出嵌入式系统确切的定义,以利于发展变化的
要求。但必须指出:嵌入式系统是一个包容性很大工程项目,包涵的内容很多,很丰
富多彩。不同行业,不同观
点,不同见解,不同职业的人对嵌入式系统的理解大不相同,也可能是一个很小的项
目,如智能温度计。因此,对嵌入式系统的描述和理解也是五花八门,各不相同,这
是可以理解的。

二、嵌入式系统组成-软硬兼施,互利互惠,融为一体,成为产品。芯片加软件成为
产品，但要开发工具辅助进行开发。

嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计,量体裁衣,去除冗余,力争在同
样的硅片面积上实现更高的性能,这样才能在具体应用中对处理器的选择面前更具
有竞争力。
嵌入式系统组成:

1、嵌入式芯片EMCU
A、EMPU---嵌入式微处理器
B、EMCU---嵌入式微控制器
C、EDSP---嵌入式数字信号处理器
D、ESOC,EPSOC---嵌入式片上系统,嵌入式可编程片上系统(系统芯片)

2、嵌入式软件ESOFTWARE*-
A、C++
B、JAVA
C、脚本语言(Script Langu- age)
D、HOPEN
E、JINI

3、嵌入式操作系统(RTOS)
A、VRTX
B、PSOS
C、VXWORK,WINCE,EPOC
D、LINUX
E、PALM
F、OS-9
G、JAVA CHORUS OS
H、QN-X
I、NAVIO
三、嵌入式系统(Embedded Systems)与单片微机(Single-Chip Microcomputer;M
icrocontroller)

单片微机--＞微处理器,微控制器,数字信号微处理器--＞ 嵌入式系统是其综
合和提高--＞进一步向片上系统SOC发展,目前是热门话题,是一个很有希望,大有
可为的行业。单片微机是一个系统,而不是指单片微机芯片。有人说:"我是搞单片
微机的"时，有时侯会使别人产生误会,认为你是搞芯片的,但你的实际工作是搞电
子产品设计和开发,是搞系 　　统工程的,是搞整机的。嵌入式系统一说就不会产
生上述问题。

四、嵌入式系统开发工具

1、国外市场
A、实时在线仿真系统ICE(In-Circuit Emulator)(http://www.nohau.com
B、高级语言编译器（Compi- ler Tools）(http://www.tasking.com)
C、源程序模拟器（Simula- tor）(http://www.chiptools.comwww.keil.com)

2. 国内市场-国外产品占领市场90 以上,目前国内产品占领市场很小,但正在新
形势下兴起,很快进入市场。

五、嵌入式应用系统的突出特点:

1、体小:一般为0.?厘米×0.?厘米的芯片
2、量大:100K 掩模 ROM;100K-10K OTP.EPROM;10K以Flash,EEPROM.
3、价低:最低0.5元,一般几元---几十元,最高-几百元。
4、技高:0.25微米-0.1微米。晶体8-10-12英寸
5、可靠,可承受高过载,高冲击及其它恶劣环境（如高低温）可靠性很重要。
6、面广:非常广泛，想得到就办得到。
7、投资大,工艺精,难度大。一个工厂就几十亿美元,建成体系并配套将达数千
亿美元,并要经常维护,还有更新时间快。但收益快。8、软硬一体,软件为主。是
嵌入式系统的主体。有IP核。
9、有备份但无多余另部件。以达最低价格。
10、技术融合是特点。集计算机，通信及其它高新技术于一体。

六、嵌入式系统的嵌入深度应有标准ED（Embedded Deep）

嵌入式系统(ES)的嵌入深度ED=F(计算机大小;芯片工艺;系统复杂程度不同
;使用环境条件;以及其它原因)

嵌入深度是一个复杂的系统工程,但使用要求及技术发展成果,是第一位地因
素。目前嵌入式芯片是决定因素,SOC是关键。

因此,对嵌入式系统从不同观点去理解去观察,就有大不相同看法,但嵌入式系
统的嵌入深度应有统一的标准。

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