嵌入式系統：后PC時代的擎天之柱

　　摘要：在現在日益信息化的社會中，計算機和網絡已經全面滲透到日常生活的每一個角落。對于我們每個人，需要的已經不再僅僅是那種放在桌上處理文檔，進行工作管理和生產控制的計算機"機器"；各種各樣的新型嵌入式系統設備在應用數量上已經遠遠超過通用計算機，任何一個普通人可能擁有從大到小的各種使用嵌入式技術的電子產品，小到mp3，PDA等微型數字化產品，大到網絡家電，智能家電，車載電子設備。而在工業和服務領域中，使用嵌入式技術的數字機床，智能工具，工業機器人，服務機器人也將逐漸改變傳統的工業和服務方式。
　　
　　目前嵌入式系統技術已經成為了zui熱門的技術之一，吸引了大批的人才投入其中。但是對于何為嵌入式系統，什么樣的技術又可以稱之為嵌入式技術，仍在討論之中，有關嵌入式系統定義的問題，已經在很多論壇社區引發了多次爭論。就這個問題我們可以分別從廣義上和狹義上講：
　　
　　廣而化之，可以認為凡是帶有微處理器的軟硬件系統都可以稱為嵌入式系統。作為系統核心的微處理器又包括三類：微控制器(MCU)、數字信號處理器(DSP)、嵌入式微處理器(MPU)。所以有人簡單的說："嵌入式系統是指操作系統和功能軟件集成于計算機硬件系統之中。"還有人認為嵌入式系統就是"以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的計算機系統"。應該說后者從功能應用特征上比較好的給出了嵌入式系統的定義，嵌入式的概念的分析根本上應該從應用上加以切入。
　　
　　從狹義上講，我們更加強調那些使用嵌入式微處理器構成獨立系統，具有自己的操作系統并且具有某些特定功能的系統，這里的微處理器專指32位以上的微處理器。按照這種定義，典型的嵌入式系統有使用x86的小型嵌入式工控主板，在各種自動化設備，數字機械產品中有非常廣闊的應用空間；另外一大類是使用In，Motorola等芯片構成的小系統，它不僅僅在新興的消費電子和通訊儀表等方面獲得了巨大的發展應用空間，而且甚至有趨勢取代傳統的工控機。現在大家更加清楚的看到：嵌入式技術的春天已經來了。所以也就難怪嵌入式系統成為當前zui熱門的技術之一。（以下我所說的嵌入式系統特指采用32位，64位微處理器的系統）
　　
　　嵌入式系統可以稱為后PC時代和后網絡時代的新秀。與傳統的通用計算機，數字產品相比，利用嵌入式技術的產品有其自己的特點：
　　
　　1．由于嵌入式系統采用的是微處理器，實現相對單一的功能，采用獨立的操作系統，所以往往不需要大量的外圍器件。因而在體積上，功耗上有其自身的優勢。相比之下，一個使用WindowsCE的PDA，僅靠機內電源就可以使用幾天，而任何一臺筆記本僅僅能夠支持3小時左右。
　　
　　2．嵌入式系統是將計算機技術、半導體技術和電子技術與各個行業的具體應用相結合后的產物，是一門綜合技術學科。由于空間和各種資源相對不足，嵌入式系統的硬件和軟件都必須率地設計，量體裁衣、去除冗余，力爭在同樣的硅片面積上實現更高的性能，這樣才能在具體應用中對處理器的選擇更具有競爭力。
　　
　　3．嵌入式系統是一個軟硬件高度結合的產物。為了提高執行速度和系統可靠性，嵌入式系統中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機本身中，而不是存貯于磁盤等載體中。片上系統，板上系統的實現，使得以pda等為代表的這類產品擁有更加熟悉的操作界面和操作方式，比著傳統的商務通等功能更加完善，實用。
　　
　　4．為適應嵌入式分布處理結構和應用上網需求，面向21世紀的嵌入式系統要求配備標準的一種或多種網絡通信接口。針對外部聯網要求，嵌入設備必需配有通信接口,相應需要TCP/IP協議簇軟件支持；由于家用電器相互關聯(如防盜報警、燈光能源控制、影視設備和信息終端交換信息)及實驗現場儀器的協調工作等要求，新一代嵌入式設備還需具備IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口，同時也需要提供相應的通信組網協議軟件和物理層驅動軟件。為了支持應用軟件的特定編程模式，如Web或無線Web編程模式，還需要相應的瀏覽器，如HTML、WML等。
　　
　　5．因為嵌入式系統往往和具體應用有機地結合在一起，它的升級換代也是和具體產品同步進行，因此嵌入式系統產品一旦進入市場，具有較長的生命周期。
　　
　　雖然嵌入式系統這一名詞在zui近幾年才成為流行。但早在80年代，上就有一些IT組織、公司，開始進行商用嵌入式系統和操作系統的研發。從硬件方面講，32,64位微處理器是目前嵌入式系統的核心，它們的使用同樣也是未來發展的一大趨勢。為了搶占這個無限廣闊的市場，各大硬件廠商競相推出產品，包括In，Motorola，Philip，AMD等等均不甘示弱，幾乎每個月都有新產品出現。進入十一月以來，Microchip推出具有數字信號處理能力的微控制器（DSC），Atmel也推出針對消費市場的可編程系統芯片（PsoC）。市場之爭日益激烈，同時也給嵌入式技術的發展帶來了無限活力。