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隨著現代化技術的飛速發展,嵌入式系統已深入到社會的各個領域,嵌入式系統的產品已應用到人們的日常生活的各個角落,嵌入式系統技術已成為目前人們研究的熱門之一。但是,什麼是嵌入式系統?大家卻眾說不一,至今沒有統一的定論,為此我們有必要加以探討,使嵌入式系統沿著健康的道路發展。1什麼是嵌入式系統對于不懂這方面知識的人來說,嵌入式系統這個詞可能顯得比較深奧,其實嵌入式系統和普通人的生活聯系非常緊密。手機、U盤你一定很熟悉吧,它就是典型的嵌入式系統;MP3、MP4、微波爐、有線電視機頂盒,你一定不陌生,它也是嵌入式系統;汽車、ATM自動取款機、電梯等等都屬于嵌入式系統。以上僅從應用方面感性的認識嵌入式系統,但它并不是嵌入式系統的真正含義。那么嵌入式系統真正的含義是什麼?現在國內流行的說法是:嵌入式系統是以應用為中心,以計算機技術為基礎,并且軟硬件可裁剪,適用于應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。[13]對于這個定義,我有兩點疑義:其一,說嵌入式系統以計算機技術為基礎,我認為不全面,它忽略了微電子等技術作為嵌入式系統基礎的重要作用;其二,把嵌入式系統定義為專用計算機系統,我認為不正確,它混淆了嵌入式系統與計算機系統的區別。何立民老師說得好:嵌入式系統不是專用計算機系統[4],嵌入式系統是一個智能化的控制系統。為什麼嵌入式系統不是專用計算機系統,不只是以計算機技術為基礎?如何定義嵌入式系統?我們從以下幾方面分析探討。2嵌入式系統不是專用計算機系統專用計算機系統這個名詞應該和通用計算機系統這個名詞相對應。從字義上看,不管是專用或者是通用,它們都沒有脫離計算機系統這個范疇,應該說它們都歸屬計算機系統。既然是計算機系統,那它們的發展起源應該是計算機。它們的體系結構、功能特點,知識體系、技術要求應該有相同之處。但是,事實上嵌入式系統和計算機系統雖有聯系,可在以上提及的幾點上并沒有多少相同之處,又何談它是專用計算機系統。2.1發展并行獨立嵌入式系統獨立發展至今約30年了。它與計算機系統是兩個獨立的發展系統,從它們的起源看,二者都源于半導體集成電路,誕生于微型計算機時代,二者發展并行獨立。[5]如圖1所示。圖1嵌入式系統起源于半導體集成電路,該半導體集成電路分為晶體管和集成電路。20世紀70年代,集成電路產生了微處理器,微處理器是智能內核,它有兩個功能,其一是運算處理功能,即高速海量的解算能力,它促使了計算機獨立的飛速發展至今;其二是控制功能,嵌入式系統屬控制功能,控制功能產生了微控制器,俗稱單片機,它促使了嵌入式系統的獨立發展至今。20世紀70年代,微處理器的控制功能引起了控制專業人士研究興趣,他們將微機嵌入到對象體系內,經過電氣、機械加固,并配置各種外圍接口,從而實現了對對象體系的智能化控制。這樣此微機便失去了原來的形態和微型計算機功能,嵌入式計算機系統(簡稱嵌入式系統)由此而得名。由于嵌入式系統要求嵌入到對象器件內,體積要特小,功能要可靠,成本還要低,而計算機無法承擔起對對象系統的智能化控制任務,所以嵌入式系統則走上了自己獨立發展的單芯片化的道路。微控制器也就是傳統意義上的單片機。它的特點是體積小、結構簡單、便于開發以及價格經濟。它可以說是目前嵌入式系統的前身。單片機就是把對象所需要的主要功能集成到了一個芯片上,通常一個單片機芯片包含了運算處理單元、ARM、Flash存儲器以及一些外部接口等。通過外部接口可以輸出或者輸入信號,控制相應的設備,用戶可以把編寫好的代碼燒寫到單片機芯片內部來控制外部設備。單片機常被用在智能儀器、工業測量、辦公自動化方面。如數字電表、公交IC刷卡系統、打印機等,內部都有單片機存在。我們由嵌入式系統發展起源的歷史看,嵌入式系統起源于半導體集成電路,它不是起源于計算機,所以它不是專用計算機系統,它是專用的智能化的控制系統。將嵌入式系統定義為專用計算機系統,不符合歷史,混淆了二者的本質區別,因此不可取。
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