嵌入式论文 _原创文档.pdf

浅谈嵌入式系统的现状及发展前景

摘要从嵌入式系统的含义、特点、开发平台及其工业特征出发,深入阐述了嵌入式计算

机技术的发展现状,展望了嵌入式系统产业在我国的广阔发展前景景。

关键字嵌入式系统嵌入式微处理器嵌入式微控制器嵌入式微控制器嵌入式微控

制器片上系统

1.引言

在现在日益信息化的社会中，计算机和网络已经全面渗透到日常生活的每一个角落。对

于我们每个人，需要的已经不再仅仅是那种放在桌上处理文档，进行工作管理和生产控制的

计算机机器；各种各样的新型嵌入式系统设备在应用数量上已经远远超过通用计算机，任

何一个普通人可能拥有从大到小的各种使用嵌入式技术的电子产品，小到mp3，PDA等微型

数字化产品，大到网络家电，智能家电，车载电子设备。而在工业和服务领域中，使用嵌入

式技术的数字机床，智能工具，工业机器人，服务机器人也将逐渐改变传统的工业和服务方

式。

2.嵌入式系统介绍

2.1嵌入式系统的含义及分类

嵌入式系统被定义为:以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用

系统功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结

合后的产物,这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识

集成系统。

2.2嵌入式系统的分类

目前嵌入式系统除了部分为32位处理器外,大量存在的是8位和16位的嵌入式微控制

器(MCU),嵌入式系统是计算机应用的另一种形态,正如前所述它与通用计算机应用不同:嵌入

式计算机是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统之中的一种软硬件高度专业化

的特定计算机系统。目前根据其发展现状,嵌入式计算机可以分成下面几类:

(1)嵌入式微处理器(EmbeddedMicroprocessorUnit,EMPU)

嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU。在应用中,将微处理器装配在专门设计的

电路板上,只保留和嵌入式应用有关的母板功能,这样可以大幅度减小系统体积和功耗。为了满

足嵌入式应用的特殊要求,嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的,但在

工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。

(2)嵌入式微控制器(MicrocontrollerUnit,MCU)

嵌入式微控制器又称单片机。嵌入式微控制器一般以某一种微处理器内核为核心,芯片内

部集成ROMPEPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时P计数器、WatchDog、IPO、串行口、脉

宽调制输出、APD、DPA、FlashRAM、E2PROM等各种必要功能和外设。为适应不同的应用需

求,一般一个系列的单片机具有多种衍生产品,每种衍生产品的处理器内核都是一样的,不同的

是存储器和外设的配置及封装。这样可以使单片机最大限度地和应用需求相匹配,功能不多不

少,从而减少功耗和成本。和嵌入式微处理器相比,微控制器的最大特点是单片化,体积大大减

小,从而使功耗和成本下降、可靠性提高。

(3)嵌入式DSP处理器(EmbeddedDigitalSignalProcessor,EDSP)

DSP处理器对系统结构和指令进行了特殊设计,使其适合于执行DSP算法,编译效率较高,

指令执行速度也较高。在数字滤波、FFT、谱分析等方面DSP算法正在大量进入嵌入式领

域,DSP应用正从在通用单片机中以普通指令实现DSP功能,过渡到采用嵌入式DSP处理器。

(4)嵌入式片上系统(SystemOnChip)

随着EDI的推广和VLSI设计的普及化,及半导体工艺的迅速发展,在一个硅片上实现一个

更为复杂的系统的时代已来临,这就是SystemOnChip(SOC)。各种通用处理器内核将作为

SOC设计公司的标准库,和许多其它嵌入式系统外设一样,成为VLSI设计中一种标准的器件,用

标准的VHDL等语言描述,存储在器件库中。用户只需定义出其整个应用系统,仿真通过后就可

以将设计图交给半导体工厂制作样品。这样除个别无法集成的器件以外,整个嵌入式系统大部

分均可集成到一块或几块芯片中去,应用系统电路板将变得很简洁,对于减小体积和功耗、提高

可靠性非常有利。

2.3嵌入式系统工业的特点

2.3.1嵌入式系统工业是不可垄断的高度分散的工业