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魏慶福,鄭文波

一  概述
1  嵌入式系統的定義和市場前景
嵌入式系統是指以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟件硬件可剪裁，適應應用系統對功能、
可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。它主要由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統以及用戶應用軟件等部分組成。用于實現對其它設備的控制、監視和管理等功能，它通常嵌入在主要設備中運行。
PC機主要應用在辦公室自動化領域，而嵌入式系統已經廣泛滲透到人們的工作、生活中，從家用電器、手持通訊設備、信息終端、儀器儀表、汽車、航天航空、軍事裝備、制造工業、過程控制等。今天，嵌入式系統帶來的工業年產值已超過1萬億美元。美國著名未來學家尼葛洛龐帝99年1月訪華時曾預言，4~5年后嵌入式智能（電腦）工具將是PC和因特網之后最偉大的發明。據統計，嵌入式處理器的數量占分散處理器的94%，而PC機用的處理器只占6%。汽車大王福特公司的高級經理曾稱：“福特出售的‘計算能力’已超過了IBM！”用市場觀點來看，PC已經從高速增長進入到平穩發展時期，其年增長率由上世紀90年代中期的35%逐年下降，單純由PC機帶領電子產業蒸蒸日上的時代已經成為歷史，根據PC時代的概念，美國Business week 雜志提出了“后PC時代”概念。
根據美國嵌入式系統專業雜志RTC報道，21世紀初的十年中，全球嵌入式系統市場需求量具有比PC市場大10至100倍的商機。1998年在芝加哥舉辦的嵌入式系統會議上，與會專家一致認為，21世紀嵌入式系統將無所不在，它將為人類生產帶來革命性的發展，實現“PCs Everywhere”的生活夢想。
2  嵌入式系統的幾個發展階段
嵌入式系統的出現至今已經有30多年的歷史，近幾年來，計算機、通信、消費電子的一體化趨勢日益明顯，嵌入式技術已成為一個研究熱點。縱觀嵌入式技術的發展過程，大致經歷四個階段。
第一階段是以單芯片為核心的可編程控制器形式的系統，具有與監測、伺服、指示設備相配合的功能。這類系統大部分應用于一些專業性強的工業控制系統中，一般沒有操作系統的支持，通過匯編語言編程對系統進行直接控制。這一階段系統的主要特點是：系統結構和功能相對單一，處理效率較低，存儲容量較小，幾乎沒有用戶接口。由于這種嵌入式系統使用簡單、價格低，以前在國內工業領域應用較為普遍，但是已經遠不能適應高效的、需要大容量存儲的現代工業控制和新興信息家電等領域的需求。
第二階段是以嵌入式CPU為基礎、以簡單操作系統為核心的嵌入式系統。主要特點是：CPU種類繁多，通用性比較弱；系統開銷小，效率高；操作系統達到一定的兼容性和擴展性；應用軟件較專業化，用戶界面不夠友好。
第三階段是以嵌入式操作系統為標志的嵌入式系統。主要特點是：嵌入式操作系統能運行于各種不同類型的微處理器上，兼容性好；操作系統內核小、效率高，并且具有高度的模塊化和擴展性；具備文件和目錄管理、多任務、網絡支持、圖形窗口以及用戶界面等功能；具有大量的應用程序接口API，開發應用程序較簡單；嵌入式應用軟件豐富。
第四階段是以Internet為標志的嵌入式系統。這是一個正在迅速發展的階段。目前大多數嵌入式系統還孤立于Internet之外，但隨著Internet的發展以及Internet技術與信息家電、工業控制技術結合日益密切，嵌入式設備與Internet的結合將代表嵌入式系統的未來。
綜上所述，嵌入式系統技術日益完善，32位微處理器在該系統中占主導地位，嵌入式操作系統已經從簡單走向成熟，它與網絡、Internet結合日益密切，因而，嵌入式系統應用將日益廣泛。
3  嵌入式系統的技術特點