導(dǎo)語：嵌入式系統(tǒng)的研究與運(yùn)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1嵌入式系統(tǒng)的組成

嵌入式系統(tǒng)是集操作系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和專用硬件平臺(tái)與一身的專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。簡單的說就是系統(tǒng)的軟件與硬件一體化。相對(duì)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來說，嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺(tái)是專門定制的，其特點(diǎn)是功耗低、體積??；軟件方面，嵌入式系統(tǒng)代碼量小，系統(tǒng)高度自動(dòng)化、響應(yīng)速度快。特別適合于一些要求實(shí)時(shí)性高、多任務(wù)、且數(shù)據(jù)運(yùn)算量不大的場合，如工業(yè)控制、智能家居、智能機(jī)器人等領(lǐng)域。嵌入式系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)分為硬件和軟件兩部分。

1.1嵌入式硬件

硬件方面，嵌入式處理器是整個(gè)硬件平臺(tái)的核心，可分為幾大類：嵌入式微處理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP處理器和片上系統(tǒng)。而嵌入式微處理器以其操作系統(tǒng)的良好支持、極強(qiáng)的事務(wù)管理能力和應(yīng)用程序支持等特性，從幾種處理器中脫穎而出，成為了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)者們的首選。最具代表性的便是以ARM為核心的各類微處理器，其在全球手機(jī)芯片的市場份額已超過90%，并且在其他行業(yè)也在進(jìn)行不斷擴(kuò)展。此外，還有MIPS、x86架構(gòu)的處理器，也具有各自的特點(diǎn)。在處理器的外圍，開發(fā)者根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用需要，進(jìn)行各個(gè)模塊的開發(fā)擴(kuò)展，一般嵌入式系統(tǒng)需要的模塊主要有內(nèi)部/外部存儲(chǔ)器（RAM，F(xiàn)lash等）、串口、各類傳感器、控制器等，有些還有圖形輸出（如LCD）控制器。再在處理器周圍加入時(shí)鐘系統(tǒng)、電源系統(tǒng)，就實(shí)現(xiàn)了嵌入式硬件平臺(tái)的搭建。

1.2嵌入式軟件

軟件部分主要分為兩層：系統(tǒng)層與應(yīng)用層。系統(tǒng)層，是包含了板級(jí)支持包（BSP）、經(jīng)裁剪后的操作系統(tǒng)內(nèi)核與文件系統(tǒng)的一系列軟件的集合。板級(jí)支持包主要實(shí)現(xiàn)了硬件對(duì)操作系統(tǒng)支持，它與操作系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)程序緊密相連，使操作系統(tǒng)能夠訪問硬件資源。而操作系統(tǒng)和文件系統(tǒng)則是提供給用戶操作環(huán)境和系統(tǒng)管理工具，以及提供應(yīng)用程序一個(gè)運(yùn)行的環(huán)境。使用較多的嵌入式操作系統(tǒng)有嵌入式Linux、WinCE、VxWorks、uC/OS-II等，其中嵌入式Linux系統(tǒng)較其他系統(tǒng)而言，具有硬件平臺(tái)支持廣泛、內(nèi)核運(yùn)行穩(wěn)定、代碼開源、價(jià)格低廉的優(yōu)勢(shì)。在系統(tǒng)層之上，開發(fā)者可根據(jù)操作系統(tǒng)提供的接口進(jìn)行各類應(yīng)用程序的開發(fā)。

2嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程

嵌入式系統(tǒng)以應(yīng)用為中心，在進(jìn)行開發(fā)之前，首先需要做的是客戶需求分析，確定產(chǎn)品的功能、成本、指標(biāo)參數(shù)。在此階段，開發(fā)者除了確認(rèn)客戶明確提出的要求之外，還應(yīng)對(duì)隱性需求進(jìn)行分析，如在功能上是否需要優(yōu)化或擴(kuò)展，是否在將來需要更新?lián)Q代等等。深度的隱性需求分析能夠?yàn)殚_發(fā)者在之后的研發(fā)過程中省去不少時(shí)間和精力。根據(jù)需求分析的結(jié)果，對(duì)處理器、功能模塊、操作系統(tǒng)和開發(fā)環(huán)境進(jìn)行選型，制定出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖和軟件流程圖，并根據(jù)資金、人力實(shí)際情況安排研發(fā)的進(jìn)度。開發(fā)過程分為硬件和軟件兩個(gè)部分，相互并行執(zhí)行，硬件設(shè)計(jì)主要包括硬件功能模塊設(shè)計(jì)、原理圖繪制、PCB制板、元器件焊接與調(diào)試等。軟件設(shè)計(jì)主要包括軟件功能設(shè)計(jì)、編碼和調(diào)試。嵌入式系統(tǒng)在應(yīng)用上具有專一性，軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。在針對(duì)具體應(yīng)用系統(tǒng)的功能目標(biāo)分析基礎(chǔ)上，分解整個(gè)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能指標(biāo)和技術(shù)要求，結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)要求、接口功能定義與標(biāo)準(zhǔn)、嵌入芯片的處理能力、編程語言、開發(fā)環(huán)境、產(chǎn)品的升級(jí)與維護(hù)問題、開發(fā)投入能力、產(chǎn)品綜合成本等多方面因素進(jìn)行權(quán)衡考慮。

3嵌入式行業(yè)的前景

當(dāng)整個(gè)IT行業(yè)前進(jìn)的步伐邁入第三個(gè)十年的時(shí)候，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算儼然已成為信息產(chǎn)業(yè)的主旋律，而這些產(chǎn)業(yè)應(yīng)用技術(shù)中最核心、最關(guān)鍵的部分正是嵌入式系統(tǒng)。隨著嵌入式技術(shù)的廣泛應(yīng)用和高速發(fā)展，IT行業(yè)的發(fā)展也勢(shì)不可擋地進(jìn)入了嵌入式時(shí)代。嵌入式產(chǎn)品正在以非常迅猛的速度滲透到各個(gè)行業(yè)、各個(gè)領(lǐng)域，并且進(jìn)入了我們的生活。大到通訊基站、航天衛(wèi)星、工業(yè)控制，小到手機(jī)、平板電腦、智能家居，智能化嵌入式產(chǎn)品已在其中占據(jù)著不可替代的重要地位。

3.1從事嵌入式開發(fā)的優(yōu)點(diǎn)

隨著智能化電子行業(yè)的迅猛發(fā)展，嵌入式行業(yè)憑借其“應(yīng)用領(lǐng)域廣、人才需求大、就業(yè)薪資高、行業(yè)前景好”等眾多優(yōu)勢(shì)無疑已成為當(dāng)前最熱門、最有發(fā)展前途的行業(yè)之一，與此同時(shí)，嵌入式研發(fā)工程師更是日益成為IT職場的緊缺人才。嵌入式不是一項(xiàng)純軟件或者純硬件方向的技術(shù)，而是軟件與硬件的結(jié)合，行業(yè)知識(shí)覆蓋面非常廣。從事嵌入式開發(fā)工作，一般是從嵌入式應(yīng)用開發(fā)做起，隨著項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的增加，可以選擇逐步向驅(qū)動(dòng)程序、硬件設(shè)計(jì)發(fā)展，不斷學(xué)習(xí)新的知識(shí)。

3.2從事嵌入式開發(fā)的難點(diǎn)

嵌入式行業(yè)的入門起點(diǎn)較高，除了要求開發(fā)者精通C語言、對(duì)操作系統(tǒng)的編程接口有一定理解，在硬件方面還要求能看懂硬件原理圖，一般非專業(yè)IT人員很難切入這一領(lǐng)域。另一方面，目前嵌入式的發(fā)展迅速，技術(shù)更新快，對(duì)開發(fā)者能學(xué)習(xí)能力要求自然很高，需要開發(fā)者能夠迅速學(xué)習(xí)新的知識(shí)并將其用于實(shí)際項(xiàng)目中。

4結(jié)語

信息時(shí)代數(shù)字時(shí)代使得嵌入式產(chǎn)品獲得了巨大的發(fā)展機(jī)遇,也為嵌入式市場展現(xiàn)了美好的前景，同時(shí)也對(duì)嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)者提出了新的挑戰(zhàn)。開發(fā)出的產(chǎn)品除了應(yīng)具有獨(dú)特的創(chuàng)新功能外，開發(fā)者還應(yīng)遵循一定的原則，只有這樣，才能使嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品的開發(fā)事半功倍。另外，嵌入式系統(tǒng)一般都具有不同于大型軟件系統(tǒng)的具體要求，如實(shí)時(shí)性、可靠性、能耗（如電池供電）要求等，因此在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)時(shí)還應(yīng)根據(jù)開發(fā)者的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行特別處理。

本文作者：賈崢工作單位：重慶理工大學(xué)電子信息與自動(dòng)化學(xué)院