嵌入式系統的特點及應用

在信息化時代下，嵌入式系統在人們日常生活的多個領域中均已得到廣泛的使用，而隨著計算機技術的快速發展，在對傳統嵌入式系統的基礎上有加以改進和完善，基于此本文就對嵌入式系統的特點進行分析，并對當前我國在嵌入式系統的應用現狀進行探討。

嵌入式系統是在計算機技術、軟件技術及芯片技術發展的基礎上所發展起來的，隨著互聯網技術與自動控制技術的結合，我國的科技水平明顯提高，而對嵌入式技術的研究則是當前科技研究的核心。嵌入式系統集軟件和硬件為一體，以應用系統為核心的技術，并適用于應用系統的可靠性、功能性、功耗等諸多特點，并符合其成本與體積等性能方面的要求。

一、嵌入式系統的特點

（一）嵌入式cpu

嵌入式CPU目前成兩極分化的特點，一種是在原有處理器的基礎上進行拓展而形成嵌入式系統，而另一種則是32bit處理器在路由器、交換機等通信領域中的應用。與通用型計算機系統最大的不同是，嵌入式處理器通常是為特定的用戶人群所設計的工作系統，具有體積小、功耗小、集成度高等，可以將通用處理器中的任務集成在芯片內部，從而促進嵌入式系統的設計逐漸向精細化和小型化方向發展，增強了其移動能力，和網絡技術的聯系緊密。

（二）嵌入式操作系統

近年來，嵌入式操作系統也在不斷的更新與完善，與原有的操作系統相比較而言，嵌入式操作系統也具有一些新特點，尤其是在嵌入式網絡技術出現后，嵌入式系統迫切需要開發面向應用的嵌入式操作系統。除了具有對文件、任務及設備驅動進行處理的功能外，還需要具有多種系統特性，如要對多種設備驅動接口具有即插即用的功能特性，系統的體系結構還要具有可剪裁、可伸縮性的特點，并為系統的體系結構提供多層次服務；在多種非計算機設備中可以得到應用，且運行效率高；其應用對象應是特定的應用系統接口，并支持某種特定的嵌入式應用系統。

（三）算法唯一性

嵌入式系統的設計目的是為了完成某種特定任務的一種系統，在設計完成后則不會在進行改變。隨著嵌入式系統越來越多的在人們生活方方面面中加以應用，在對嵌入式系統進行設計時也將其與實際應用相結合，嵌入式系統的更新換代及其產品同步發展。由此可見，嵌入式產品在市場的發展過程中其生命周期較長。

二、嵌入式系統的應用

（一）應用模式

在嵌入式系統與Windows操作系統上所開發出的應用程序不同，嵌入式系統上所開發的應用程序不僅要執行多個任務，還要跨越多個操作平臺上運行，其可移植性較高，在Windows操作系統上所開發的應用程序只能在Windows操作平臺上來執行多項任務。嵌入式系統的發展起源是微型機，在微型機的發展基礎上又進入到單片機時代，隨著計算機技術水平的提高，在嵌入式系統領域中又結合了通信技術、網絡技術等，這些技術水平的提高為嵌入式系統的研發工作提供了平臺。嵌入式應用系統的應用模式主要有兩種，一種是基于電子系統的嵌入式設計，另一種則是計算機應用系統的嵌入式設計，這兩種應用模式并行發展，在不同的應用領域中互補。從目前嵌入式系統的應用情況來看，單片機形式的嵌入式系統在日常生活領域中應用較多，而工業及軍事領域中的嵌入式系統多是以整機嵌入和單板嵌入的形式應用。

（二）應用領域

在科技水平顯著提升的時代下，嵌入式系統在工業安全、網絡安全、3G技術應用、身份識別技術、傳感器等多個方面都得到了應用，具有實時性、可靠性與可移植性特點，在家庭、娛樂場所及工作中都得到了應用，其應用領域十分廣泛。其中在家庭中嵌入系統的應用主要是隱藏在家電中，讓消費者在無形之中享受到嵌入式技術所提供的效益。其中家庭嵌入式系統的形式較多，主要包括有衛星接收盒、電視有線、安全系統、家庭影院等，微處理器技術的發展使普通產品的功能得到改善，嵌入式系統對家庭產品的研發工作具有推動作用。而在娛樂場所中的嵌入式系統應用較多，如在車內的導航系統，人們可以根據汽車導航系統快速到達目的地；在玩具飛機中裝入嵌入式系統，可以使玩具飛機的飛行高度達到最高，減少信號干擾；在GPS技術中應用嵌入式系統，可以讓戶外運動者盡情享受戶外美景。在工作環境中嵌入式系統的應用使人們的職業習慣發生改變，其中的典型代表是因特網，通過多種網絡技術的連接而實現嵌入式系統集合，從路由器、調制解調器及打印機等到交換機等都是嵌入式系統的應用實例。

（三）嵌入式系統的應用發展

隨著嵌入式系統的開發，在嵌入式系統及應用軟件的設計中對其技術要求越來越高，因此就需要對其編程模型和算法進行不斷改進，如對編譯器的性能進行不斷優化，采用Java編程模式，使程序代碼更加精簡化，并提供跨平臺支持，使代碼執行效率提高。隨著計算機技術及多媒體技術的進步與發展，對于音頻、視頻等信息處理技術水平的提高，為嵌入式系統與多媒體技術的結合創造了條件，同時也為嵌入式系統與人機交互技術的結合提供技術支持，以便于用戶對嵌入式產品的應用。除此之外，嵌入式系統在發展過程中，由于計算機技術由集中計算向普適計算的方式進行演變，從而為嵌入式系統的網絡接入技術提供依據，嵌入式系統與網絡技術的融合，不僅要實現信息互通，還要讓嵌入式系統享受到網絡應用服務。

三、結語

隨著計算機技術與互聯網技術的快速發展及廣泛應用，嵌入式系統的研發也成為科技人員所要重點研究的內容，嵌入式系統的應用領域也越加廣泛，從家庭領域逐漸擴展到工作領域及娛樂活動中，實現了通信技術、計算機技術和電子技術的一體化，嵌入式系統的特點也發生了一定的改變。

（作者單位：呼和浩特職業學院）