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什么是嵌入式系统 时间:2020-05-06      来源:原创

嵌入式系统嵌入式系统是电子世界中最重要但仍被忽视的主题之一。当您想到技术时,会想到移动电话,平板电脑和笔记本电脑,但实际上并没有过多地谈论对我们的日常生活有实际帮助的设备。它们通常与更大或更通用的计算机相混淆,有时很难区分彼此。但是,一旦了解了嵌入式系统的用途,并定义了该用途,就很容易看到在哪里使用了嵌入式系统。这是您需要了解的有关嵌入式系统,其历史,类型,特征等等的所有信息!

定义
嵌入式系统是一种计算机系统,由硬件和软件组合而成,用于执行特定任务。它可能是可编程的,也可能不是可编程的,具体取决于应用程序。嵌入式系统的示例包括洗衣机,打印机,汽车,照相机,工业机器等。如果您想知道,是的,手机和平板电脑也被视为嵌入式系统。嵌入式系统之所以这样命名是因为它们是较大设备的一部分,具有特殊功能。他们同时使用微控制器和微处理器,以及特殊设计的处理器,例如数字信号处理器(DSP)。

了解嵌入式系统
嵌入式系统是电子世界中最重要但仍被忽视的主题之一。当您想到技术时,会想到移动电话,平板电脑和笔记本电脑,但实际上并没有过多地谈论对我们的日常生活有实际帮助的设备。它们通常与更大或更通用的计算机相混淆,有时很难区分彼此。但是,一旦了解了嵌入式系统的用途,并定义了该用途,就很容易看到在哪里使用了嵌入式系统。这是您需要了解的有关嵌入式系统,其历史,类型,特征等等的所有信息!

定义
嵌入式系统是一种计算机系统,由硬件和软件组合而成,用于执行特定任务。它可能是可编程的,也可能不是可编程的,具体取决于应用程序。嵌入式系统的示例包括洗衣机,打印机,汽车,照相机,工业机器等。如果您想知道,是的,手机和平板电脑也被视为嵌入式系统。嵌入式系统之所以这样命名是因为它们是较大设备的一部分,具有特殊功能。他们同时使用微控制器和微处理器,以及特殊设计的处理器,例如数字信号处理器(DSP)。

但是,由于手机和平板电脑可以称为嵌入式系统,但实际定义之间仍存在很多混淆,但它们也被称为成熟的计算机系统。另一方面,交通信号灯,洗衣机和数字手表可以被认为是嵌入式系统,但绝对不是完整的计算机系统。根据复杂性,系统可能会超越定义,但是有关嵌入式系统的最清晰的想法是从日常使用的电子设备和电器中获得的,它们执行特定的功能,而不仅仅是简单的机械设备。

历史

嵌入式系统的历史可以追溯到1960年代。由麻省理工学院的查尔斯·德雷珀(Charles Draper)建立的阿波罗制导系统被认为是最早的现代嵌入式系统之一。在阿波罗指挥舱和登月舱中使用,用于导航,制导和控制相应的飞船。使用数字显示屏和键盘,阿波罗制导系统有些危险,因为它是同类产品中的第一个。然而,多年来,它在许多NASA的太空任务中被反复使用和完善。然后是用于民兵导弹的Autonetics D-17制导计算机,这是美国空军使用的ICBM(洲际弹道导弹)。

表面上看,这些高度特定的系统是非商业项目的一部分,因此非常昂贵。直到70年代后期,英特尔的4004微处理器才打破了购买更便宜,更易访问的嵌入式系统的道路。在80年代引入微控制器后,由于它比通用计算机便宜得多,因此占领了市场。因此,现代可访问的嵌入式系统应运而生,随着时间的推移,它们变得更加复杂和智能,使生活变得更加轻松。到今天为止,您将拥有根据负载调整自身的洗衣机,可动态改变冷却方式的冰箱(并让您发推特!)等等。今天,几乎所有东西都取决于嵌入式系统。

特点

因此,我们已经了解了嵌入式系统的历史,并且对使用它们的位置有所了解,但是大多数关于它们的特性总是有些困惑。嵌入式系统是什么构成的?有什么特点?我们在典型的嵌入式系统中看到了什么?这是它们的一些特征:

嵌入式系统是特定于任务的。实际上,这是定义的一部分。它们可能是可让您发推文的冰箱的一部分,但无论看上去多么聪明,它仍然是冰箱。同样,您将找到用于联网任务,计算,传感等的嵌入式系统。

创建许多嵌入式系统时都考虑了时间限制。在某些情况下,跨越时间限制可能不会占多少,但在某些情况下,这实际上可能是一场灾难。例如,如果汽车制动系统中的嵌入式系统未严格遵守时间,则可能导致事故。但是,如果对不太严重的问题通过了时间限制,则可能会导致性能降低。

ABS

尽管现代复杂的嵌入式系统可能附带用户界面,但是通常它们不具有UI或仅具有最小的UI。

嵌入式系统通常是面向反馈的或反应性的。它们通过与外部刺激相互作用而起作用,或者依赖于另一个系统为其提供输入。

它们的构建考虑了效率和节俭。根据定义,由于嵌入式系统是大型计算机系统的一部分,因此它们应该能够在不消耗过多功率的情况下工作,并且价格也不应该太昂贵。

嵌入式系统应高度可靠且稳定。与普通计算机不同,嵌入式系统使用了不同的基础软件,消费者无法对其进行修改。由于它们将长期使用并且无法轻松编程,因此它们可以正常运行。对于某些应用,例如海底通信电缆,导航信标或汽车部件,维护非常困难,即使不是很不可能,因此可靠性也至关重要。

分类目录
嵌入式系统可用于各种应用程序。它们是如此通用,几乎可以用于任何应用程序,因此对它们进行分类似乎几乎是不可能的。但是,根据性能和功能参数,嵌入式系统可以大致分为以下四类:
独立嵌入式系统 –顾名思义,这些是可以自行工作的嵌入式系统。换句话说,它们是自给自足的,不需要主机系统或计算机即可运行。尽管他们需要输入和其他设备来输出,但是处理和工作仅由他们自己完成。示例包括视频游戏机,音乐播放器和微波炉。

实时嵌入式系统 –在指定的时间内提供输出的嵌入式系统称为实时嵌入式系统。也就是说,除了适当的输出外,它还遵守时间限制。它们可以进一步分为软实时嵌入式系统和硬实时嵌入式系统。
网络嵌入式系统 –连接到网络并依赖其功能的嵌入式系统称为网络嵌入式系统。他们可能会或可能不会运行较小或更不复杂的子系统来创建网络。示例包括家庭安全系统和热传感器系统。

家庭安全系统
移动嵌入式系统 –用于移动通信的嵌入式系统称为移动嵌入式系统。它们包括手机,平板电脑等,并且除了当今智能手机中更为复杂的功能外,通常还按互联网,通话等功能进行分类。

它们在哪里使用?
因此,我们已经提到嵌入式系统在世界范围内被广泛使用。但是,我们实际上意味着什么呢?从最终用户电子产品到工业应用,嵌入式系统实际上无处不在。以下是一些应用程序:
消费电子产品 –手机,视频游戏机,打印机,蓝光播放器,家庭娱乐系统,电视,数码相机,音乐播放器
家用电器 –洗衣机,微波炉,冰箱,洗碗机,空调
医疗设备 – CT扫描仪,心电图(ECG),MRI扫描仪,血压计,心跳监视器
汽车 –电子燃油喷射系统,防抱死制动系统,车载娱乐系统,空调控制
工业应用 –装配线,多参数监控系统,反馈系统,数据收集系统
航空航天 –导航系统,制导系统,GPS
通信 –路由器,网络集线器,卫星电话
清单还在不断增加,因此可以肯定地说嵌入式系统已经使人类变得更好了。

结论
试想一下,几乎人类所取得的每一项进步,对我们的日常生活都有帮助的每台设备或装置,甚至造就这些设备的是嵌入式系统。没有嵌入式系统,我们会去哪里?我们是否有可能创造无人驾驶汽车,全自动工厂,自适应家用电器等奇迹?可能不是。因此,如果您正在考虑研究一个字面上正在改变未来的主题,那么嵌入式系统就是您的最佳选择!

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