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嵌入式技术【嵌入式技术】嵌入式技术执行专用功能并被内部计算机控制的设备或者系统 。嵌入式系统不能使用通用型计算机,而且运行的是固化的软体,用术语表示就是固件(firmware),终端用户很难或者不可能改变固件 。
基本介绍中文名:嵌入式技术
功能:执行专用功能
属性:被内部计算机控制的设备或者系统
特点:不能使用通用型计算机
介绍儘管绝大多数嵌入式系统是用户针对特定任务而定製的,但它们一般都是由下面几个模组组成的: 一台计算机或者微控制器,字长可能是可怜的4位或者8位、16位、32位甚至是64位 。用以保存固件的ROM(非挥发性唯读存储器) 。用以保存程式数据的RAM(挥发性的随机访问存储器) 。连线微控制器和开关、按钮、感测器、模数转化器、控制器、LED(发光二极体)和显示器的I/O连线埠 。一个轻量级的嵌入式作业系统,一般是自行编写的 。专门的单片微控制器是大多数嵌入式系统的核心 。通过把若干个关键的系统组成部分集成到单个晶片上,系统设计者就可以得到小而便宜、可以操作较少外围电子设备的计算机 。嵌入式系统的一般模型并不足以定义嵌入式系统本身 。例如,某些嵌入式系统常常比标準PC机箱小不了多少 。这类设备有: 信息查询以及销售点终端 。某些工业控制系统 。游戏控制台(例如基于x86和Windows的Xbox) 。现在嵌入式开发主要是指用某种语言(如Ada、C/C++、Modula-2等)在嵌入式软硬体开发环境中进行开发 。技术套用嵌入式是一种专用的计算机系统,作为装置或设备的一部分 。通常,嵌入式系统是一个控制程式存储在ROM中的嵌入式处理器控制板 。事实上,所有带有数字接口的设备,如手錶、微波炉、录像机、汽车等,都使用嵌入式系统,有些嵌入式系统还包含作业系统,但大多数嵌入式系统都是是由单个程式实现整个控制逻辑 。嵌入式技术近年来得到了飞速的发展,但是嵌入式产业涉及的领域非常广泛,彼此之间的特点也相当明显 。例如很多行业:手机、PDA、车载导航、工控、军工、多媒体终端、网关、数位电视……手机领域:以手机为代表的移动设备可谓是近年来发展最为迅猛的嵌入式行业 。甚至针对于手机软体开发,还曾经衍生出“泛嵌入式开发”这样的新辞彙 。一方面,手机得到了大规模普及,另一方面,手机的功能得到了飞速发展,3、4年前的手机功能与价格与现在就不能同日而语 。随着国内3G时代的脚步日益临近,可以预料到手机领域的软硬体都必将面临一场更大的变革 。功耗、功能、频宽、价格等都是手机硬体领域的热门辞彙 。从软体技术角度来看,我认为手机的软体作业系统平台会趋于标準化和统一化 。手机的套用会愈加丰富,除了最基本的通话功能外,逐渐会包括目前PDA、数位相机、游戏机等功能,更加趋向于成为个人手持终端 。汽车电子领域随着汽车产业的飞速发展,汽车电子近年来也有了较快的发展 。但是不得不承认,目前国内的嵌入式车载领域的发展与国际相比差距还是比较大的 。电子导航系统在汽车电子中占据的比重比较大,目前导航系统在国外已经有了广泛的套用 。在国内近年来也已经开始起步,可以预料未来几年内会有比较快速的发展 。汽车电子领域的另外一个发展趋势是与汽车本身机械结合,从而可以实现故障诊断定位等功能 。电子产品消费类电子产品的销量早就超过了PC若干倍 。并且还在以每年10%左右的速度增长 。消费类电子产品主要包括便携音频视频播放器、数位相机、掌上游戏机等 。目前,消费类电子产品已形成一定的规模,并且已经相对成熟 。对于消费类电子产品,真正体现嵌入式特点的是在系统设计上经常要考虑性价比的折衷,如何设计出让消费者觉得划算的产品是比较重要的 。军工航天对于大多数开发者和用户而言,这可能都是比较神秘的一个领域 。的确,大多数人一生都没有机会给F117战机编写控制程式 。的确,军工和航天领域是不为大众所知的领域,在这个领域里面,无论是硬体还是作业系统、编译器,通常并不是市场上可以见到的通用设备,它们大多数都是专用的 。但是并不代表这个领域落后,许多最先进的技术最前沿的成果,往往都会用在这个领域 。前景嵌入式控制器的套用几乎无处不在:行动电话、家用电器、汽车……无不有它的蹤影 。嵌入控制器因其体积小、可靠性高、功能强、灵活方便等许多优点,其套用已深入到工业、农业、教育、国防、科研以及日常生活等各个领域,对各行各业的技术改造、产品更新换代、加速自动化进程、提高生产率等方面起到了极其重要的推动作用 。嵌入式计算机在套用数量上远远超过了各种通用计算机,一台通用计算机的外部设备中就包含了5 - 10 个嵌入式微处理器 。在製造工业、过程控制、网路、通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等方面均是嵌入式计算机的套用领域 。嵌入式系统工业是专用计算机工业,其目的就是要把一切变得更简单、更方便、更普遍、更适用;通用计算机的发展变为功能电脑,普遍进入社会,嵌入式计算机发展的目标是专用电脑,实现“普遍化计算”,因此可以称嵌入式智慧型晶片是构成未来世界的“数字基因” 。正如我国资深嵌入式系统专家—沈绪榜院士的预言, “未来十年将会产生不同大小、具有超过一亿次运算能力的嵌入式智慧型晶片”,将为我们提供无限的创造空间 。总之“嵌入式微控制器或者说单片机好像是一个黑洞,会把当今很多技术和成果吸引进来 。中国应当注意发展智力密集型产业” 。套用行业举例机器人随着嵌入式系统和机器人技术的普及和发展,机器人本体功能越来越趋于模组化、智慧型化、微型化 。同时,机器人的价格也在大幅度下降,使其在军事、工业、家庭和医疗等领域获得更广泛的套用 。例如,国内最近开发了一种“医疗服务机器人”,其核心部件主要由CPLD和多个EMCU组成 。它可将大脑脱离机器人本体并置于母环境中,採用无线通信与本体进行互动;而服务机器人本体中的小脑具体实现接收机器人大脑发出的各种命令,控制机器人各个执行和感知机构,进而实现机器人本体各个功能模组之间相互协调配合的功能 。军事国防领域军事国防历来就是嵌入式系统的重要套用领域 。20世纪70年代,嵌入式计算机系统套用在武器控制系统中,后来用于军事指挥控制和通信系统 。目前,在各种武器控制装置(火炮、飞弹和智慧型炸弹制导引爆等控制装置)、坦克、舰艇、轰炸机、陆海空各种军用电子装备、雷达、电子对抗装备、军事通信装备、野战指挥作战用各种专用设备等中,都可以看到嵌入式系统的身影 。使用嵌入式技术的武器曾为美军在伊拉克战争中发挥重要的作用 。医疗仪器嵌入式系统在医疗仪器中的套用普及率极高 。在设计过程中,根据需要对嵌入式系统重新编程,可避免前端流片(NRE)成本,减少和ASIC相关的订量,降低晶片多次试製的巨大风险 。此外,随着标準的发展或者当需求出现变化时,还可以在现场更新,而且设计人员能够反覆使用公共硬体平台,在一个基本设计基础上,建立不同的系统,支持各种功能,从而大大降低生产成本 。使产品具有较长的生命周期,可以保护医疗仪器不会太快过时,医疗行业的产品生命周期比较长,因此这一特性非常重要 。现代数字医疗仪器设备不但包括诊疗设备,而且还有数据存储伺服器和接口软体 。嵌入式系统可为医疗仪器设备设计、生产和使用提供先进的技术支持 。当今,嵌入式系统的发展已经进入大融合的时代,其特点如下:通信、计算机及消费电子产品(3C)融合——趋向没有独立的3C,只有融合的3C,即信息产品(IA);数字模拟融合、微机电融合、电路板硅片融合及硬软体设计融合——趋向SoC:和SiP;嵌入式整机的开发工作也从传统的硬体为主变为软体为主;激烈的市场竞争和技术进步呼唤着新颖的产品开发平台,特别是SoC开发平台的出现 。随着嵌入式技术的不断发展,嵌入式系统将更广泛套用于人类生活的各个方面 。。。。。4.现代电力行业嵌入式技术在当前电力系统故障检测和线上故障诊断中也是得到了广泛的套用 。使用的软体C++在中国大陆的程式设计师圈子中通常被读做“C加加”,而西方的程式设计师通常读做“C plus plus”,“CPP” 。它是一种使用非常广泛的计算机程式语言 。C++是一种静态数据类型检查的,支持多重编程範式的通用程式设计语言 。它支持过程化程式设计、数据抽象、面向对象程式设计、製作图示等等泛型程式设计等多种程式设计风格 。就业方向可在从事嵌入式系统开发的计算机与电子技术、IT 、通信、军工、工业控制、汽车电子、大型设备智慧型故障诊断、电子设备等领域进行产品的开发、生产、测试、维护、销售、技术支持、技术谘询等工作 。具体就业岗位包括:嵌入式软体开发工程师、基于ARM系统的研发岗位、Linux系统套用软体开发岗位、Linux下C/C++软体工程师、嵌入式Linux系统研发工程师 。