姓名：刘姝恋 学号：19020100402 学院：电子工程学院
原创
【嵌牛导读】随着嵌入式的普遍应用，嵌入式系统成为IT行业的新宠儿。本文将简述嵌入式系统的基本知识，简单学习嵌入式系统概念、特点、组成和发展前景。
【嵌牛鼻子】嵌入式系统定义、特点、系统组成、发展前景
【嵌牛提问】什么是嵌入式系统呢？
【嵌牛正文】
首先，我们来看看什么是嵌入式。
嵌入式，一般是指嵌入式系统，英文叫作：embedded system。嵌入式开发，其实就是对嵌入式系统的开发。
IEEE（美国电气和电子工程师协会）对嵌入式系统的定义是：“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。
国内学术界对其的定义是：“嵌入式系统是以应用为中心，以现代计算机技术为基础，能够根据用户需求(功能、可靠性、成本、体积、功耗、环境等)灵活裁剪软硬件模块的专用计算机系统。
以应用为中心，说明嵌入式系统是有明确实际用途的；以计算机技术为基础，说明它其实就是一种特殊的计算机；软硬件可裁剪，说明它有很强的灵活性和可定制能力；专用计算机系统，“专用”所对应的，就是“通用”，如常用的个人PC、笔记本电脑、数据中心服务器，可以用于多种用途，就是“通用计算机系统”，而专用性即不强调系统的通用性和可扩展。
嵌入式系统究竟具体应用于哪些“专用”方向呢？
举例如下：
个人通信与娱乐系统：手机、数码相机、音乐播放器、可穿戴电子产品
家电类产品：数字电视、扫地机器人、智能家电
办公自动化：打印机，复印机、传真机
医疗电子类产品：生化分析仪、血液分析仪、CT
网络通信类产品：通信类交换设备、网络设备 (交换机、路由器、网络安全)
汽车电子类产品：引擎控制、安全系统、汽车导航与娱乐系统
工业控制类产品：工控机、交互式终端 、安全监控、数据采集与传输、仪器仪表
军事及航天类产品：无人机、雷达、作战机器人
上述这些领域，都使用了嵌入式系统。这还只是冰山一角。可以说，嵌入式系统完完全全地包围了我们，时刻影响着我们的工作和生活。
接着，我们来看看嵌入式系统的特点。
1.嵌入式系统通常是面向特定应用的嵌入式CPU与通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中，它通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内 部，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，移动能力大大增强，跟网络的耦合也越来越紧密。
2.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与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。
3.嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能，这样才能在具体应用中对处理器的选择更具有竞争力。
4.嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行，因此嵌入式系统产品一旦进入市场，具有较长的生命周期。
5.为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中，而不是存贮于磁盘等载体中。
6.嵌入式系统本身不具备自举开发能力，即使设计完成以后用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改的，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。
嵌入式系统，既然是一个计算机系统，那么肯定离不开硬件和软件。
一个嵌入式系统典型架构如下：
图1：嵌入式系统典型架构图
嵌入式系统最核心的层次是中央处理单元部分，它包含运算器和控制器模块，在cpu的基础上进一步配上存储器模块、电源模块、复位模块等就构成了通常所说的最小系统。
从硬件角度来看，嵌入式系统就是以处理器（CPU）为核心，依靠总线（Bus）进行连接的多模块系统。
从软件角度来看，嵌入式系统面向特定硬件体现和用户要求设计，是实现嵌入式系统功能的关键。嵌入式系统软件体系分成驱动层、操作系统层、中间件层和应用层等四层，各有其特点。
嵌入式系统的核心，就是嵌入式处理器。嵌入式处理器一般分为以下几种典型类型：
嵌入式微控制器MCU（Micro Control Unit）
MCU内部集成ROM/RAM、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串口、A/D、D/A、FLASH等。典型代表是8051、8096、C8051F等。
嵌入式DSP处理器（Digital Signal Processor）
DSP处理器专门用于信号处理，在系统结构和指令算法进行了特殊设计。在数字滤波、FFT、频谱分析中广泛应用。典型代表是TI（德州仪器）公司的TMS320C2000/C5000系列。
嵌入式微处理器MPU（Micro Processor Unit）
MPU由通用处理器演变而来，具有较高的性能，拥有丰富的外围部件接口。典型代表是AM186/88、386EX、SC-400、PowerPC、MIPS、ARM系列等。
此外，还有嵌入式片上系统SoC（System on Chip）和可编程片上系统SoPC（System on a Programmable Chip）。
随着5G的全面启动，整个社会正在向“万物互联”的方向发展。物联网技术也将迎来前所未有的历史机遇。嵌入式是物联网技术的重要组成部分，也将进入发展的快车道。嵌入式系统发展也更加趋于提供更加生动的人机交互界面，对于更多小型电子产品具备更好的移植性，从而实现其自动化，低功耗，智能化。
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作者：郁儿凡
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作者：19020100319张一尘
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