嵌入式計算機技術的應用發展

賈衛清

【摘要】 科技進步，信息技術高速發展，計算機嵌入式技術已經廣泛地應用到了軍事、工業、農業和日常生活各個領域當中。嵌入式計算機技術是微電子技術進步的標志。本文分為三個部分，一概述嵌入式計算機技術，包括其發展簡史、定義、結構、特點和分類；二介紹嵌入式計算機技術在各個領域中的應用及其作用；三討論嵌入式計算機技術的發展前景。

【關鍵詞】 嵌入式計算機；計算機技術；發展前景

當前互聯網技術發展速度驚人，嵌入式計算機技術廣發應用于國民生產生活中的各個領域，工業設備、智能儀器、智能儀表、各類汽車、家用電器、電子商務、網絡通信、國防軍事等各個領域中，都使用到了嵌入式計算機技術，而且嵌入式計算機技術對各個產業產生了的積極影響，也因此引起了社會各個領域的廣泛關注。據統計，現在全世界，有幾十億臺嵌入式設備處于運行當中。美國、歐洲、日本等國家已經把普適計算上升到國家戰略高度，加大了資金投入和研發力度。

1 嵌入式計算機技術概述

1.1嵌入式計算機技術的簡史

自從20世紀90年代，嵌入式技術全面展開，如今已經有二十幾年的發展歷程。目前嵌入式計算機技術已成國民生產生活各個領域共同的研發的方向，單片機就是比較早的最簡單的嵌入式計算機系統之一。

1.2嵌入式計算機技術的定義

所謂嵌入式技術是把計算機當成一個信息處理部件，鑲嵌到應用系統中的技術，即它將軟件固化集成到硬件系統中，將硬件系統與軟件系統組成一個統一的整體。嵌入式計算機系統的中心是應用；基礎是計算機技術和適應應用系統功能的可以剪裁的軟件和硬件；要求是功能全、可靠性高、成本低、體積小等等。

1.3嵌入式計算機技術的結構

主要有五個組成部分分別是硬件設備、內部嵌人式操作系統、嵌人式開發調試平、控制與應用系統程序以及嵌人式微處理器。

1.4嵌入式計算機技術的特點

嵌入對象廣泛，形式多種多樣，功能專一，能夠實時嵌入，嵌入結構非常可靠。

1.5嵌入式計算機系統的分類

目前基于嵌入式的系統大致可分為以下幾類。第一類，基于單片機的 MCU系統。特點是高集成、多功能。缺點是存儲器容量小，系統資源少，功能一般。第二類，單板機。其特點是實現了小型化、模塊化、低功耗、較高的可靠性。第三類，以32位嵌入式處理器為核心（MPU 或 DSP），依據應用需要對硬件實現完全剪裁，有嵌入式操作系統支持的強大軟件平臺，其特點是專業性強，冗余度低。

2 嵌入式計算機技術應用

計算機廣泛應用，從最開始的普通的低端使用到現在的高端行業應用，對我們的社會生產、生活都產生了積極的影響，極大地提高了工業化產業水平。

2.1嵌入式計算機技術在儀表領域的應用

嵌入式計算機技術在工業領域應用廣泛，以儀表自動化最為常見。根據自動化儀表的具體要求，進行合理地軟硬件剪裁，能夠實現高集成、低冗余、體積小，使自動化儀表具有以下功能：傳感測量、補償計算、同時顯示、強大的信息處理、比較推理、故障自診斷自測試、自學習自適應智化、完成遠程維護、遠控制、障預報、信息發布與共享。

自動化儀表的核心是處理器，儀表行業中運用了嵌入式計算機技術以后，處理器性能大大增高，使得自動化儀表有了質的飛躍，使得儀表行業發展前景非常廣闊。

2.2嵌入式系統在監控系統應用領域

隨著科學技術的不斷發展，遠程監控技術已經走進我們的生活。遠程監控系統結合了計算機技術、通信技術等先進技術。主要用于生產過程實時監控、動力設備集中監控。機房監控系統設計的目標是通過通訊及數據標準接口和一體化通訊網絡將各個子系統集成到一個計算機支持平臺上，建立起整個機房的集成監控和管理界面，通過統一的圖形化人機界面實現各子系統的實時監控、控制和管理，并在這些子系統發生故障時向管理人員報警。

2.3嵌入式系統在辦公生活應用領域

嵌入式計算機技術的特點是軟件代碼小、自動化程度高、響應速度快等等，所以廣泛應用到各種家用電器當中，如手機、電冰箱、空調、洗衣機、數字電視機、數碼相機打印機、掃描儀等等。

3 嵌入式計算機技術發展前景

如今天，嵌入式計算機技術變成了電子信息技術應用領域里的基本技術，它的優勢是可以實現整體最優化。專業處理系統是嵌入式系統的發展方向。專業處理系統的優點是能夠提供最優化的基礎。嵌入式技術的設計方法非常快捷，而且既能面向系統進行設計，又能面向功能進行設計。它的顯著特點是標準化、集成化、構件化、可以重復使用等等。這也使得嵌入式計算機技術與網絡、無線電、人工智能等技術融合在一起。嵌入式計算機技術與其它技術的廣泛融合，使得嵌入式計算機技術的發展前景非常好。目前看，嵌入式計算技術技術的發展可以朝以下五個方面研究。

（1）嵌入式操作系統內核向微型化、高可靠可信、高可用、強實時、構件組件化發展。

（2）行業性開放系統日趨流行，面向領域特制的嵌入式操作系統走向行業開放、標準規范化和平臺化。

（3）電子設備市場競爭激烈，技術發展迅速，不同的廠商和組織之間越來越多地出現聯盟式協作，技術研發與產業鏈合作增強。

（4）嵌入式軟件支撐開發環境向集成化、可調試化、支持模型驅動設計發展，開發工具高度集成，功能完備，具有豐富的工具包和構件庫，以及可視化的界面，面向行業領域提供特定軟件平臺或完整解決方案成為趨勢。

（5）開源運動對軟件技術發展產生巨大的推動作用，而隨著時間的推移，開源軟件和商業軟件的界限開始變得模糊，二者逐漸走向中間地帶，混源架構將是開源與商業軟件結合的一種趨勢。

4 結語

嵌入式計算系統在儀器儀表行業中的使用和研究依然成了熱點，儀表行業發展的方向也將以嵌入式計算機技術為導向。該應用各個領域，但正朝著專業化發展。在嵌入式技術領域，軟硬件不可分割，很多硬件嚴格限制軟件，嵌入式系統的軟硬件協調設計，是嵌入式技術研發課題。由于電子信息技術的飛速發展，和驚人的互聯網技術革新速度，使得嵌入式系統設計任然面臨的諸多的挑戰。一浪接一浪的技術革新，也將使嵌入式計算機技術不斷迎來發展高潮。

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