什么是嵌入(ru)式系統
時間：2020-05-06 來源：原創
嵌入式系統嵌入式系統是電子世界中最重要但仍被忽視的主題之一。當您想到技術時，會想到移動電話，平板電腦和筆記本電腦，但實際上并沒有過多地談論對我們的日常生活有實際幫助的設備。它們通常與更大或更通用的計算機相混淆，有時很難區分彼此。但是，一旦了解了嵌入式系統的用途，并定義了該用途，就很容易看到在哪里使用了嵌入式系統。這是您需要了解的有關嵌入式系統，其歷史，類型，特征等等的所有信息！
定義
嵌入式系統是一種計算機系統，由硬件和軟件組合而成，用于執行特定任務。它可能是可編程的，也可能不是可編程的，具體取決于應用程序。嵌入式系統的示例包括洗衣機，打印機，汽車，照相機，工業機器等。如果您想知道，是的，手機和平板電腦也被視為嵌入式系統。嵌入式系統之所以這樣命名是因為它們是較大設備的一部分，具有特殊功能。他們同時使用微控制器和微處理器，以及特殊設計的處理器，例如數字信號處理器（DSP）。
了解嵌入式系統
嵌入式系統是電子世界中最重要但仍被忽視的主題之一。當您想到技術時，會想到移動電話，平板電腦和筆記本電腦，但實際上并沒有過多地談論對我們的日常生活有實際幫助的設備。它們通常與更大或更通用的計算機相混淆，有時很難區分彼此。但是，一旦了解了嵌入式系統的用途，并定義了該用途，就很容易看到在哪里使用了嵌入式系統。這是您需要了解的有關嵌入式系統，其歷史，類型，特征等等的所有信息！
定義
嵌入式系統是一種計算機系統，由硬件和軟件組合而成，用于執行特定任務。它可能是可編程的，也可能不是可編程的，具體取決于應用程序。嵌入式系統的示例包括洗衣機，打印機，汽車，照相機，工業機器等。如果您想知道，是的，手機和平板電腦也被視為嵌入式系統。嵌入式系統之所以這樣命名是因為它們是較大設備的一部分，具有特殊功能。他們同時使用微控制器和微處理器，以及特殊設計的處理器，例如數字信號處理器（DSP）。
但是，由于手機和平板電腦可以稱為嵌入式系統，但實際定義之間仍存在很多混淆，但它們也被稱為成熟的計算機系統。另一方面，交通信號燈，洗衣機和數字手表可以被認為是嵌入式系統，但絕對不是完整的計算機系統。根據復雜性，系統可能會超越定義，但是有關嵌入式系統的最清晰的想法是從日常使用的電子設備和電器中獲得的，它們執行特定的功能，而不僅僅是簡單的機械設備。
歷史
嵌入式(shi)系(xi)統的(de)(de)(de)歷史可以追溯到(dao)1960年代。由麻省理(li)工(gong)學院的(de)(de)(de)查爾斯·德(de)雷(lei)珀（Charles Draper）建(jian)立的(de)(de)(de)阿波(bo)羅(luo)制(zhi)導(dao)系(xi)統被認為(wei)(wei)是(shi)(shi)最早的(de)(de)(de)現代嵌入式(shi)系(xi)統之(zhi)一(yi)。在(zai)阿波(bo)羅(luo)指揮艙和(he)登月艙中使(shi)用(yong)，用(yong)于(yu)導(dao)航(hang)，制(zhi)導(dao)和(he)控制(zhi)相應的(de)(de)(de)飛船。使(shi)用(yong)數字顯示屏和(he)鍵盤，阿波(bo)羅(luo)制(zhi)導(dao)系(xi)統有些危險，因為(wei)(wei)它(ta)是(shi)(shi)同類產(chan)品中的(de)(de)(de)第一(yi)個。然而，多(duo)年來，它(ta)在(zai)許多(duo)NASA的(de)(de)(de)太空(kong)任務中被反復使(shi)用(yong)和(he)完(wan)善。然后是(shi)(shi)用(yong)于(yu)民(min)兵導(dao)彈的(de)(de)(de)Autonetics D-17制(zhi)導(dao)計算機，這是(shi)(shi)美國空(kong)軍使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)ICBM（洲(zhou)際彈道導(dao)彈）。
表(biao)面上看，這(zhe)些高度特定的系(xi)統(tong)是非商業(ye)項(xiang)目(mu)的一部分，因此(ci)(ci)非常昂(ang)貴(gui)。直(zhi)到(dao)70年(nian)代后(hou)期，英特爾(er)的4004微處理器才(cai)打破了(le)購(gou)買更便宜(yi)，更易訪問(wen)的嵌入式(shi)系(xi)統(tong)的道(dao)路(lu)。在(zai)80年(nian)代引入微控制器后(hou)，由于(yu)它(ta)比通(tong)用計算機便宜(yi)得多(duo)，因此(ci)(ci)占領了(le)市場。因此(ci)(ci)，現代可(ke)訪問(wen)的嵌入式(shi)系(xi)統(tong)應運而生(sheng)，隨(sui)著時間的推(tui)移，它(ta)們變得更加復雜和智能(neng)，使生(sheng)活變得更加輕松(song)。到(dao)今天(tian)為止，您將擁有(you)根(gen)據負載調整自身的洗衣(yi)機，可(ke)動態改變冷卻方式(shi)的冰箱（并讓您發推(tui)特！）等等。今天(tian)，幾乎所(suo)有(you)東西都(dou)取決于(yu)嵌入式(shi)系(xi)統(tong)。
特點(dian)
因(yin)此，我們(men)已經了(le)解了(le)嵌入(ru)式(shi)系(xi)統的歷史(shi)，并(bing)且(qie)對使(shi)用它(ta)們(men)的位置有(you)所(suo)了(le)解，但是(shi)大多數關于它(ta)們(men)的特性總是(shi)有(you)些(xie)困惑。嵌入(ru)式(shi)系(xi)統是(shi)什么構成的？有(you)什么特點(dian)？我們(men)在典(dian)型的嵌入(ru)式(shi)系(xi)統中(zhong)看到了(le)什么？這是(shi)它(ta)們(men)的一些(xie)特征：
嵌入(ru)式(shi)系(xi)(xi)統(tong)是(shi)特定于任務的。實(shi)際上(shang)，這(zhe)是(shi)定義的一部(bu)分。它們可能是(shi)可讓您發推(tui)文的冰箱(xiang)的一部(bu)分，但(dan)無(wu)論看上(shang)去多么(me)聰明，它仍然是(shi)冰箱(xiang)。同(tong)樣，您將找到(dao)用于聯網(wang)任務，計算，傳感等的嵌入(ru)式(shi)系(xi)(xi)統(tong)。
創(chuang)建許(xu)多嵌(qian)入式系統時都考慮了時間限(xian)制(zhi)。在某(mou)些情況下，跨越時間限(xian)制(zhi)可能不會(hui)占多少，但(dan)在某(mou)些情況下，這實(shi)際(ji)上可能是一(yi)場災(zai)難。例如，如果汽車制(zhi)動系統中的嵌(qian)入式系統未嚴(yan)格(ge)遵(zun)守時間，則(ze)(ze)可能導致事故。但(dan)是，如果對不太(tai)嚴(yan)重的問題通過了時間限(xian)制(zhi)，則(ze)(ze)可能會(hui)導致性能降低。
ABS
盡管現代復(fu)雜的嵌(qian)入式系統可(ke)能附帶(dai)用戶界面，但是通常它們(men)不具(ju)(ju)有(you)UI或僅具(ju)(ju)有(you)最小的UI。
嵌入式系(xi)統通常是面向反饋的(de)或(huo)(huo)反應性(xing)的(de)。它們通過與(yu)外部(bu)刺激(ji)相互作用(yong)(yong)而(er)起作用(yong)(yong)，或(huo)(huo)者依賴于另一個系(xi)統為其提供輸入。
它(ta)們的構建考慮了效率和節儉(jian)。根據定義，由(you)于(yu)嵌入式系統(tong)是(shi)大型(xing)計(ji)算機系統(tong)的一部分，因此它(ta)們應該能夠在不(bu)消耗過(guo)多功率的情況下工作，并且價格也不(bu)應該太昂貴。
嵌入式系統應高度可(ke)靠(kao)且穩定(ding)。與普通計(ji)算(suan)機不同，嵌入式系統使(shi)(shi)用(yong)了(le)不同的基礎軟件，消費(fei)者無法(fa)對其進行修改。由(you)于它(ta)們將長期使(shi)(shi)用(yong)并且無法(fa)輕松編程(cheng)，因此(ci)它(ta)們可(ke)以正常(chang)運(yun)行。對于某些應用(yong)，例(li)如海底(di)通信電纜，導航信標或(huo)汽車部件，維護非常(chang)困(kun)難，即使(shi)(shi)不是很(hen)不可(ke)能，因此(ci)可(ke)靠(kao)性也至關(guan)重要(yao)。
分類目錄
嵌入式系統可用于各種應用程序。它們是如此通用，幾乎可以用于任何應用程序，因此對它們進行分類似乎幾乎是不可能的。但是，根據性能和功能參數，嵌入式系統可以大致分為以下四類：
獨立嵌入式系統 –顧名思義，這些是可以自行工作的嵌入式系統。換句話說，它們是自給自足的，不需要主機系統或計算機即可運行。盡管他們需要輸入和其他設備來輸出，但是處理和工作僅由他們自己完成。示例包括視頻游戲機，音樂播放器和微波爐。
實時嵌入式系統 –在指定的時間內提供輸出的嵌入式系統稱為實時嵌入式系統。也就是說，除了適當的輸出外，它還遵守時間限制。它們可以進一步分為軟實時嵌入式系統和硬實時嵌入式系統。
網絡嵌入式系統 –連接到網絡并依賴其功能的嵌入式系統稱為網絡嵌入式系統。他們可能會或可能不會運行較小或更不復雜的子系統來創建網絡。示例包括家庭安全系統和熱傳感器系統。
家庭安全系統
移動嵌入式系統 –用于移動通信的嵌入式系統稱為移動嵌入式系統。它們包括手機，平板電腦等，并且除了當今智能手機中更為復雜的功能外，通常還按互聯網，通話等功能進行分類。
它們在哪里使用？
因此，我們已經提到嵌入式系統在世界范圍內被廣泛使用。但是，我們實際上意味著什么呢？從最終用戶電子產品到工業應用，嵌入式系統實際上無處不在。以下是一些應用程序：
消費電子產品 –手機，視頻游戲機，打印機，藍光播放器，家庭娛樂系統，電視，數碼相機，音樂播放器
家用電器 –洗衣機，微波爐，冰箱，洗碗機，空調
醫療設備 – CT掃描儀，心電圖（ECG），MRI掃描儀，血壓計，心跳監視器
汽車 –電子燃油噴射系統，防抱死制動系統，車載娛樂系統，空調控制
工業應用 –裝配線，多參數監控系統，反饋系統，數據收集系統
航空航天 –導航系統，制導系統，GPS
通信 –路由器，網絡集線器，衛星電話
清單還在不斷增加，因此可以肯定地說嵌入式系統已經使人類變得更好了。
結論
試想一下，幾乎人類所取得的每一項進步，對我們的日常生活都有幫助的每臺設備或裝置，甚至造就這些設備的是嵌入式系統。沒有嵌入式系統，我們會去哪里？我們是否有可能創造無人駕駛汽車，全自動工廠，自適應家用電器等奇跡？可能不是。因此，如果您正在考慮研究一個字面上正在改變未來的主題，那么嵌入式系統就是您的最佳選擇！
