淺談嵌入式系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景

1、淺談嵌入式系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景Last revision on 21 December 2020課程考核論文課程名稱信息學(xué)導(dǎo)論學(xué)生姓名 曾文靜系、專業(yè)信息工程系電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)2013年6月15曰淺談嵌入式系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景摘要:從嵌入式系統(tǒng)的含義、特點(diǎn)、開發(fā)平臺(tái)及其工業(yè)特征出發(fā),深入闡述了嵌入式計(jì)算 機(jī)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，展望了嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)在我國(guó)的廣闊發(fā)展前景景。1 .嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)及典型應(yīng)用產(chǎn)品在現(xiàn)在曰益信息化的社會(huì)中，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)全面滲透到曰常生活的每一個(gè)角落。對(duì) 于我們每個(gè)人，需要的已經(jīng)不再僅僅是那種放在桌上處理文檔，進(jìn)行工作管理和生產(chǎn)控 制的計(jì)算機(jī)”機(jī)器各種各樣的新型嵌入

2、式系統(tǒng)設(shè)備在應(yīng)用數(shù)量上已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)通用計(jì) 算機(jī)，任何一個(gè)普通人可能擁有從大到小的各種使用嵌入式技術(shù)的電子產(chǎn)品，小到mp3, PDA等微型數(shù)字化產(chǎn)品，大到網(wǎng)絡(luò)家電，智能家電，車載電子設(shè)備°而在工業(yè)和 服務(wù)領(lǐng)域中，使用嵌入式技術(shù)的數(shù)字機(jī)床，智能工具，工業(yè)機(jī)器人，服務(wù)機(jī)器人也將逐 漸改變傳統(tǒng)的工業(yè)和服務(wù)方式。近幾年，嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品曰臻完善，并在全世界各行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品 的研制和應(yīng)用已經(jīng)成為我國(guó)信息化帶動(dòng)工業(yè)化、工業(yè)化促進(jìn)信息化發(fā)展的新的國(guó)民經(jīng)濟(jì) 增長(zhǎng)點(diǎn)。隨著信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，嵌入式技術(shù)將全面展開，現(xiàn)在嵌入式已經(jīng)成為通 信和消費(fèi)類產(chǎn)品的共同發(fā)展方向?？傮w來(lái)說(shuō)，嵌入

3、式系統(tǒng)分別在硬件和軟件方面獲得發(fā) 展。嵌入式系統(tǒng)必將成為當(dāng)今IT界的又一焦點(diǎn)，開發(fā)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的嵌入式處理器和 嵌入式操作系統(tǒng)，對(duì)于我們國(guó)家的民族IT產(chǎn)業(yè)來(lái)講具有十分重要的戰(zhàn)略意義。從國(guó)內(nèi) IT市場(chǎng)來(lái)看，嵌入式系統(tǒng)及其產(chǎn)品在由家電產(chǎn)品和Internet衍生出來(lái)的新型市場(chǎng)中占有 主導(dǎo)地位和獨(dú)特份額。在消費(fèi)家電的智能化的今天，嵌入式更顯重要。像我們平常見到的手機(jī)、pda、電子字 典、可視電話、VCD/DVD/MP3Player.數(shù)字相機(jī)（DC）、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（DV）、U- Disk、機(jī)頂盒（SetTopBox）、高清電視（HDTV）、游戲機(jī)、智能玩具、交換機(jī)、路由 器、數(shù)控設(shè)備或儀表、汽車電子、家電

4、控制系統(tǒng)、醫(yī)療儀器、航天航空設(shè)備等等，都是 典型的嵌入式系統(tǒng)。據(jù)預(yù)測(cè)，隨著Internet的迅速發(fā)展和廉價(jià)微處理器的出現(xiàn)，嵌入式 系統(tǒng)將在日常生活里形成更大的應(yīng)用領(lǐng)域。例如，行車稱重?zé)o線遙測(cè)調(diào)度系統(tǒng):由貴溪冶煉廠和北京市自動(dòng)化系統(tǒng)成套工程公司合 作開發(fā)，用在貴溪冶煉車間。具體要求為系統(tǒng)前端由安裝在行車上的行車工作站（3臺(tái)） 構(gòu)成，行車工作站將行車稱重信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并將采集的數(shù)字信號(hào)經(jīng)處理后，通 過(guò)無(wú)線電臺(tái)傳送給地面接收電臺(tái)，接收電臺(tái)將信號(hào)傳輸給地面工作站，地面工作站將接 收到的信號(hào)進(jìn)行歸納處理、監(jiān)視，通過(guò)雙絞線傳送給閃速爐、陽(yáng)極爐操作室顯示，通過(guò) 以太網(wǎng)傳送給5臺(tái)轉(zhuǎn)爐操作并顯示，傳送給車

5、間辦公室終端，車間辦公室進(jìn)行最終的數(shù) 據(jù)歸納、生成報(bào)表并打印。其中行車工作站主要采用PC/104數(shù)據(jù)采集卡和研華公司英 寸餅干PC機(jī)PCM4 該機(jī)主板上帶有LoadbusIDE,VGA/LCD 口，2個(gè)串口，1個(gè)并口 和軟驅(qū)接口，并附16M電子硬盤，體積小巧卻達(dá)到了 486級(jí)工業(yè)PC的配置水平。顯示 屏采用EL致發(fā)光屏（帶觸摸屏），通過(guò)RS232接口與調(diào)制解調(diào)器及數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)相連。行車工作站采用Windows32操作系統(tǒng)和組態(tài)王版軟件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、輸入行車運(yùn)行 狀態(tài)、參數(shù)計(jì)算、顯示功能，并在該軟件基礎(chǔ)上開發(fā)無(wú)線數(shù)據(jù)通訊2 .嵌入式系統(tǒng)介紹嵌入式系統(tǒng)的含義及分類 嵌入式系統(tǒng)被定義為:以應(yīng)用為中

6、心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng) 用系統(tǒng)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)和各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié) 合后的產(chǎn)物,這一點(diǎn)就決定了它必然是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的 知識(shí)集成系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的分類目前嵌入式系統(tǒng)除了部分為32位處理器外,大量存在的是8位和16位的嵌入式微控制器 (MCU),嵌入式系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的另一種形態(tài),正如前所述它與通用計(jì)算機(jī)應(yīng)用不同:嵌 入式計(jì)算機(jī)是以嵌入式系統(tǒng)的形式隱藏在各種裝置、產(chǎn)品和系統(tǒng)之中的一種軟硬件高度 專業(yè)化的特定計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。目前根據(jù)其發(fā)展現(xiàn)狀，嵌入式計(jì)算機(jī)

7、可以分成下面幾類：(1)嵌入式微處理器任 mbeddedMicroprocessorUnit,EMPU)嵌入式微處理器的基礎(chǔ)是通用計(jì)算機(jī)中的CPU。在應(yīng)用中,將微處理器裝配在專門設(shè)計(jì) 的電路板上，只保留和嵌入式應(yīng)用有關(guān)的母板功能,這樣可以大幅度減小系統(tǒng)體積和功 耗。為了滿足嵌入式應(yīng)用的特殊要求，嵌入式微處理器雖然在功能上和標(biāo)準(zhǔn)微處理器基本 是一樣的，但在工作溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面一般都做了各種增強(qiáng)。嵌入式微控制器(MicrocontrollerUnit,MCU)嵌入式微控制器又稱單片機(jī)。嵌入式微控制器一般以某一種微處理器內(nèi)核為核心,芯片內(nèi) 部集成ROMPEPROM、RAM、總線、總線邏

8、輯、定時(shí)P計(jì)數(shù)器、WatchDog、IPO、串 行口、脈寬調(diào)制輸出、APD、DPA、FlashRAM. E2PROM等各種必要功能和外設(shè)。為 適應(yīng)不同的應(yīng)用需求，一般一個(gè)系列的單片機(jī)具有多種衍生產(chǎn)品.每種衍生產(chǎn)品的處理器 內(nèi)核都是一樣的,不同的是存儲(chǔ)器和外設(shè)的配置及封裝。這樣可以使單片機(jī)最大限度地和 應(yīng)用需求相匹配,功能不多不少，從而減少功耗和成本。和嵌入式微處理器相比，微控制器 的最大特點(diǎn)是單片化，體積大大減小，從而使功耗和成本下降、可靠性提高。(3)嵌入式 DSP 處理器(EmbeddedDigitalSignalProcessor,EDSP)DSP處理器對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，使

9、其適合于執(zhí)行DSP算法.編譯效率較高, 指令執(zhí)行速度也較高。在數(shù)字濾波、FFT、譜分析等方面DSP算法正在大量進(jìn)入嵌入式 領(lǐng)域,DSP應(yīng)用正從在通用單片機(jī)中以普通指令實(shí)現(xiàn)DSP功能，過(guò)渡到采用嵌入式DSP處 理器。(4)嵌入式片上系統(tǒng)(SystemOnChip)隨著EDI的推廣和VLSI設(shè)計(jì)的普及化，及半導(dǎo)體工藝的迅速發(fā)展，在一個(gè)畦片上實(shí)現(xiàn)一 個(gè)更為復(fù)雜的系統(tǒng)的時(shí)代已來(lái)臨,這就是SystemOnChip(SOC)0各種通用處理器內(nèi)核將作 為SOC設(shè)計(jì)公司的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，和許多其它嵌入式系統(tǒng)外設(shè)一樣，成為VLSI設(shè)計(jì)中一種標(biāo)準(zhǔn) 的器件，用標(biāo)準(zhǔn)的VHDL等語(yǔ)言描述，存儲(chǔ)在器件庫(kù)中。用戶只需定義出其整個(gè)應(yīng)

10、用系統(tǒng), 仿真通過(guò)后就可以將設(shè)計(jì)圖交給半導(dǎo)體工廠制作樣品。這樣除個(gè)別無(wú)法集成的器件以外, 整個(gè)嵌入式系統(tǒng)大部分均可集成到一塊或幾塊芯片中去，應(yīng)用系統(tǒng)電路板將變得很簡(jiǎn)潔， 對(duì)于減小體積和功耗、提高可靠性非常有利。嵌入式操作系統(tǒng)與通用操作系統(tǒng)的不同嵌入式操作系統(tǒng)，通常包括與硬件相關(guān)的底層驅(qū)動(dòng)軟件、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口、通 信協(xié)議、圖形界面、標(biāo)準(zhǔn)化瀏覽器等。嵌入式操作系統(tǒng)具有通用操作系統(tǒng)的基本特點(diǎn)， 如能夠有效管理越來(lái)越復(fù)雜的系統(tǒng)資源；能夠把硬件虛擬化，使得開發(fā)人員從繁忙的驅(qū) 動(dòng)程序移植和維護(hù)中解脫出來(lái)；能夠提供庫(kù)函數(shù)、驅(qū)動(dòng)程序、工具集以及應(yīng)用程序。與 通用操作系統(tǒng)相比較，嵌入式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)實(shí)時(shí)

11、高效性、硬件的相關(guān)依賴性、軟件固 態(tài)化以及應(yīng)用的專用性等方面具有較為突出的特點(diǎn)。常見的嵌入式操作系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，軟硬件可裁減的，適用于對(duì)功能、可靠性、成本、體積、 功耗等綜合性嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。具有軟件代碼小、高度自動(dòng)化、響應(yīng)速度快 等特點(diǎn)，特別適合于要求實(shí)時(shí)和多任務(wù)的體系。嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式處理器、相關(guān) 支撐硬件、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件系統(tǒng)等組成，它是可獨(dú)立工作的“器件”。目前嵌 入式操作系統(tǒng)呈現(xiàn)多元話趨勢(shì)主要有：DOS雖然微軟Windows系統(tǒng)已經(jīng)稱霸了 PCDesktop環(huán)境。但是對(duì)于嵌入式系統(tǒng)這塊大餅， 微軟也是垂涎已久，桌上型的Windows桌業(yè)系統(tǒng)對(duì)于

12、嵌入式系統(tǒng)來(lái)說(shuō)自然是太過(guò)于肥 大的產(chǎn)物，于是微軟推出精簡(jiǎn)版的微軟一系列Windows系統(tǒng)一般，WindowsCE也承襲 了原有的缺點(diǎn)：耗系統(tǒng)資源、不穩(wěn)定、效率不佳.等等。毛病實(shí)在太多，后來(lái)將整個(gè)架 構(gòu)重新改寫后推出版，或稱PocketPC0改版之后的確改進(jìn)了不少缺點(diǎn)。Palm ：由Palm Computing公司的嵌入式操作系統(tǒng)，目前最大的應(yīng)用在PDA,是市場(chǎng)占 有率最高的PDA操作系統(tǒng)，Palm操作系統(tǒng)架構(gòu)非常簡(jiǎn)潔，因?yàn)樯偃チ撕芏喙δ?，如?nèi) 存管理、多任務(wù).等等，使得Palm可以非常不耗系統(tǒng)資源，硬件需求低，連帶的整體耗 電量便可壓縮到非常低，因此采用Palm操作系統(tǒng)的PDA都有待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)的

13、優(yōu)點(diǎn)。Linux ： linux采用GPL授權(quán)，除了把原始碼公開以外，任何人都可以自由使用、修改、 散布，而Linux核心本身采模塊化設(shè)計(jì)，讓人很容易增戒功能，例如我的平臺(tái)并不需要 藍(lán)芽的功能，我只要不把這項(xiàng)功能加入，有需要就加入，不需要就刪除，由于這樣的高 的彈性，我們可以調(diào)校出最適合我們硬件平臺(tái)的核心出來(lái) 嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的特點(diǎn) 嵌入式系統(tǒng)工業(yè)是不可壟斷的高度分散的工業(yè)嵌入式系統(tǒng)則不同，它是一個(gè)分散的工業(yè),充滿了競(jìng)爭(zhēng)、機(jī)遇與創(chuàng)新,沒(méi)有哪一個(gè)系列的處 理器和操作系統(tǒng)能夠壟斷全部市場(chǎng)。即便在體系結(jié)構(gòu)上存在著主流,但各不相同的應(yīng)用領(lǐng) 域決定了不可能有少數(shù)公司、少數(shù)產(chǎn)品壟斷全部市場(chǎng)。因此嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)

14、域的產(chǎn)品和技 術(shù)，必然是高度分散的.留給各個(gè)行業(yè)的中小規(guī)模高技術(shù)公司的創(chuàng)新余地很大。另外，社會(huì) 上的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域是在不斷向前發(fā)展的,要求其中的嵌入式處理器核心也同步發(fā)展，這也 構(gòu)成了推動(dòng)嵌入式工業(yè)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。嵌入式處理器的應(yīng)用軟件是實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)功能的關(guān)鍵，對(duì)嵌入式處理器系統(tǒng)軟件和應(yīng)用 軟件的要求也和通用計(jì)算機(jī)有所不同。軟件要求固態(tài)化存儲(chǔ)為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲(chǔ)器芯片或單片 機(jī)本身中，而不是存貯于磁盤等載體中。軟件代碼高質(zhì)量、高可靠性盡管半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展使處理器速度不斷提高、片上存儲(chǔ)器容量不斷增加，但在大多數(shù) 應(yīng)用中，存儲(chǔ)空間仍然是寶貴的，還存在實(shí)時(shí)

15、性的要求。為此要求程序編寫和編譯工具的 質(zhì)量要高、以減少程序二進(jìn)制代碼長(zhǎng)度、提高執(zhí)行速度。系統(tǒng)軟件(OS)的高實(shí)時(shí)性是基本要求嵌入式系統(tǒng)是面向用戶、面向產(chǎn)品、面向應(yīng)用的，如果獨(dú)立于應(yīng)用自行發(fā)展，則會(huì)失去市 場(chǎng)。嵌入式處理器的功耗、體積、成本、可靠性、速度、處理能力、電磁兼容性等方面 均受到應(yīng)用要求的制約,這些也是各個(gè)半導(dǎo)體廠商之間競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn)。嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起,它的升級(jí)換代也是和具體產(chǎn)品同步進(jìn)行，因此 嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進(jìn)入市場(chǎng)、具有較長(zhǎng)的生命周期。嵌入式系統(tǒng)中的軟件，一般都固化 在只讀存儲(chǔ)器中,而不是以磁盤為載體.可隨意更換，所以嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用軟件生命周期 也和嵌入式產(chǎn)品

16、一樣長(zhǎng)。另外,各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)和產(chǎn)品，和通用計(jì)算機(jī)軟件不同，很少 發(fā)生突然性跳躍，嵌入式系統(tǒng)中的軟件也因此更強(qiáng)調(diào)可繼承性和技術(shù)銜接性，發(fā)展比較穩(wěn) 定。多任務(wù)嵌入式系統(tǒng)中，對(duì)重要性各不相同的任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)籌兼顧的合理調(diào)度是保證每個(gè)任務(wù) 及時(shí)執(zhí)行的關(guān)鍵，單純通過(guò)提高處理器速度是無(wú)法完成和沒(méi)有效率的，這種任務(wù)調(diào)度只能 由優(yōu)化編寫的系統(tǒng)軟件來(lái)完成、因此系統(tǒng)軟件的實(shí)時(shí)性是基本要求。嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要開發(fā)工具和環(huán)境通用計(jì)算機(jī)具有完善的人機(jī)接口界面.在上面增加一些開發(fā)應(yīng)用程序和環(huán)境即可進(jìn)行對(duì) 自身的開發(fā)。而嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開發(fā)能力,即使設(shè)計(jì)完成以后用戶通常也是不 能對(duì)其中的程序功能進(jìn)行修改的、必須有一

17、套開發(fā)工具和環(huán)境才能進(jìn)行開發(fā)，這些工具和 環(huán)境是基于通用計(jì)算機(jī)上的軟硬件設(shè)備以及各種邏輯分析儀、混合信號(hào)示波器等。嵌入式系統(tǒng)軟件需要RTOS開發(fā)平臺(tái)通用計(jì)算機(jī)具有完善的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序接口 (API),是計(jì)算機(jī)基本組成不可分離的一 部分,應(yīng)用程序的開發(fā)以及完成后的軟件都在操作系統(tǒng)(OS)平臺(tái)上面運(yùn)行，但一般不是實(shí) 時(shí)的。嵌入式系統(tǒng)則不同,應(yīng)用程序可以沒(méi)有操作系統(tǒng)直接在芯片上運(yùn)行;但是為了合理 地調(diào)度多任務(wù)、利用系統(tǒng)資源、系統(tǒng)函數(shù)以及和專家?guī)旌瘮?shù)接口，用戶必須自行選配 RTOS開發(fā)平臺(tái),這樣才能保證程序執(zhí)行的實(shí)時(shí)性、可靠性，并減少開發(fā)時(shí)間，保障軟件質(zhì) 量。通用計(jì)算機(jī)的開發(fā)人員一般是計(jì)算機(jī)科學(xué)或

18、計(jì)算機(jī)工程方面的專業(yè)人士，而嵌入式系統(tǒng)則 是要和各個(gè)不同行業(yè)的應(yīng)用相結(jié)合的、要求更多的計(jì)算機(jī)以外的專業(yè)知識(shí).其開發(fā)人員往 往是各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的專家。因此開發(fā)工具的易學(xué)、易用、可靠、高效是基本要求。三、簡(jiǎn)單的嵌入式系統(tǒng) 簡(jiǎn)單的嵌入式設(shè)備往往由按鈕，發(fā)光二極管(LEDs),和僅僅能顯示小字符或數(shù)字的顯示 器，以及簡(jiǎn)單的菜單系統(tǒng)組成。較為復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)擁有的完整的圖形屏幕、觸摸感應(yīng)或屏幕邊緣按鈕在最大限度地 使用空間的同時(shí)，提供了足夠的靈活性：指點(diǎn)控制是很自然的非常理想的操控方式，這 樣的方式可以改變的屏幕意義。在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中有許多不同的CPU架構(gòu)，如ARM、MIPS、Coldfire/68k.

19、PowerPC. X86、PIC、Intel8051 s AtmelAVR. RenesasH8s SH、V85O、FR-V、M32R、DMCU等。PC7104標(biāo)準(zhǔn)是小型、小批量嵌入式和ruggedized系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。這些系統(tǒng)通常使用DOS、Linux、NetBSD或者如QNX、Infern。這樣的實(shí)時(shí)嵌入式操作 系統(tǒng)。大批量生產(chǎn)的嵌入式系統(tǒng)的通常配置是系統(tǒng)單芯片(emSystemOnChip),它是一個(gè)專用集 成電路，CPU是外購(gòu)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)并且添加到集成電路設(shè)計(jì)中。一個(gè)類似的常用機(jī)制是使 用可編程門陣列，所有的邏輯包括CPU部分都可以編程實(shí)現(xiàn)。許多時(shí)髦的FPGA都是 為這個(gè)目的設(shè)計(jì)的。四

20、、啟動(dòng)嵌入式系統(tǒng)帶有啟動(dòng)代碼，通常它禁止中斷、設(shè)置電子設(shè)備參數(shù)、測(cè)試計(jì)算機(jī)(RAM、CPU和軟件)，然后開始應(yīng)用程序運(yùn)行。許多嵌入式系統(tǒng)從短暫的掉電狀態(tài) 恢復(fù)，經(jīng)常重起而不進(jìn)行最近的自檢。在十分之一秒內(nèi)重起是常見的現(xiàn)象。內(nèi)部自檢 許多嵌入式系統(tǒng)都有一定程度或者一定數(shù)量的內(nèi)部加電自檢，自檢有幾種類型：1 .計(jì)算機(jī)檢查：檢查CPU、RAM和程序存儲(chǔ)器。通常一加電就開始這些檢查，在一些 安全性非常重要的系統(tǒng)中，通常周期性地在安全時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行自檢，或者經(jīng)過(guò)一段時(shí) 間就進(jìn)行自檢。2 .外圍設(shè)備檢查：仿真輸入和讀入數(shù)據(jù)或者測(cè)量輸出數(shù)據(jù)。有大量的通信、模擬和控制 系統(tǒng)都有這些非常廉價(jià)的檢查。3 .電源檢查

21、：通常測(cè)試每個(gè)供電電路，也可能檢查電池或者主電源輸入。通常供電部分 的負(fù)載都很重，并且少有余量，所以這項(xiàng)檢查很有意義。4 .通信檢查：險(xiǎn)證從相連單元接收到的簡(jiǎn)單消息，例如在互聯(lián)網(wǎng)上使用ICMP消息 “Ping'。5 .電纜檢查：將線連結(jié)到待檢查的電纜上指示針進(jìn)行檢查。如電話這樣的同步通信系統(tǒng) 經(jīng)常使用“同步”測(cè)試。電纜檢查成本很低，當(dāng)單元部分有插頭的時(shí)候這項(xiàng)檢查尤其重 要。6.裝備檢查：一個(gè)系統(tǒng)在安裝時(shí)經(jīng)常需要進(jìn)行調(diào)整，這項(xiàng)檢查就向安裝人員做出狀 態(tài)指示。7.消耗檢查：檢查系統(tǒng)所消耗的東西、在預(yù)量太低時(shí)發(fā)出警告。最常見的例子 是汽車的油量表，最復(fù)雜的例子可能是維持化學(xué)反應(yīng)物詳細(xì)狀態(tài)的自

22、動(dòng)醫(yī)學(xué)分析系統(tǒng)。8.運(yùn)行檢查：檢查用戶關(guān)心的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。顯然，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)必須進(jìn)行這項(xiàng)檢查， 這方面的檢查包括飛機(jī)上的導(dǎo)航儀器、汽車的速度表和磁盤的指示燈等。9.安全檢查： 在安全時(shí)限'內(nèi)進(jìn)行檢查確保系統(tǒng)仍然可靠。安全時(shí)限通常小于能夠產(chǎn)生損害的最小時(shí) 間。五、可靠性體系根據(jù)人們需求的不同可靠性也有不同的定義，有意思的事，可靠性的類型卻相對(duì)較少， 相似可靠性類型的系統(tǒng)使用相似類型的內(nèi)在檢查和恢復(fù)方法：1.系統(tǒng)非常不安全或者無(wú) 法修理。這包括太空系統(tǒng)、水下電纜、導(dǎo)航燈塔、鉆孔系統(tǒng)，非常奇怪的是還包括汽車 和大規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)品?？偟膩?lái)說(shuō)，嵌入式系統(tǒng)檢測(cè)各個(gè)子系統(tǒng)、在線切換到冗余部分或者 工作在

23、“l(fā)imp模式”提供部分的功能。大規(guī)模生產(chǎn)的消費(fèi)產(chǎn)品如汽車、個(gè)人電腦或者打印 機(jī)也屬于這個(gè)類別，這是因?yàn)榕c購(gòu)買的費(fèi)用相比維修費(fèi)用高昂、維修人員又路途遙遠(yuǎn)。2.系統(tǒng)不能安全地停止運(yùn)行。這包括飛機(jī)導(dǎo)航、反應(yīng)控制系統(tǒng)、重要的化學(xué)工廠安全控 制、鐵路信號(hào)、單發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)，如上所述，但是“l(fā)imp模式”較難容忍，通常需 要操作員選擇備份系統(tǒng)。3.系統(tǒng)停機(jī)時(shí)將會(huì)造成大量的金錢損失。這些包括電話交換 機(jī)、工廠控制、橋梁和電梯控制、資金轉(zhuǎn)移、市場(chǎng)開發(fā)、自動(dòng)銷售和服務(wù)等，這些系統(tǒng) 通常有一些運(yùn)轉(zhuǎn)/不運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試，它們通常帶有在線冗余或者使用替換系統(tǒng)和人工過(guò)程的 limp模式。4.系統(tǒng)不安全的時(shí)候不能操作。同上

24、面的情況類似，系統(tǒng)的運(yùn)行將會(huì)造成大 量的金錢損失。醫(yī)療設(shè)備、帶有發(fā)動(dòng)機(jī)這樣的熱備份的飛行器、化學(xué)工廠控制、自動(dòng)股 票交易、游戲系統(tǒng)等。測(cè)試可能是五花八門，但是出錯(cuò)時(shí)能夠做的就是停止整個(gè)系統(tǒng)。 六、嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用前景嵌入式控制器的應(yīng)用幾乎無(wú)處不在:移動(dòng)電話、家用電器、汽車無(wú)不有它的蹤影。嵌 入控制器因其體積小、可靠性高、功能強(qiáng)、靈活方便等許多優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用已深入到工業(yè)、 農(nóng)業(yè)、教育、國(guó)防、科研以及日常生活等各個(gè)領(lǐng)域、對(duì)各行各業(yè)的技術(shù)改造、產(chǎn)品更新?lián)Q 代、加速自動(dòng)化化進(jìn)程、提高生產(chǎn)率等方面起到了極其重要的推動(dòng)作用。嵌入式計(jì)算機(jī)在應(yīng)用數(shù)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了各種通用計(jì)算機(jī)，一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備中就 包含

25、了 5-10個(gè)嵌入式微處理器。在制造工業(yè)、過(guò)程控制、網(wǎng)絡(luò)、通訊、儀器、儀表、 汽車、船舶、航空、航天、軍事裝備、消費(fèi)類產(chǎn)品等方面均是嵌入式計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng) 域。嵌入式系統(tǒng)工業(yè)是專用計(jì)算機(jī)工業(yè)、其目的就是要把一切變得更簡(jiǎn)單、更方便、更普遍、 更適用;通用計(jì)算機(jī)的發(fā)展變?yōu)楣δ茈娔X,普遍進(jìn)入社會(huì)，嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)展的目標(biāo)是專用 電腦，實(shí)現(xiàn)“普遍化計(jì)算”，因此可以稱嵌入式智能芯片是構(gòu)成未來(lái)世界的“數(shù)字基因”。正如 我國(guó)資深嵌入式系統(tǒng)專家一沈緒榜院士的預(yù)言，“未來(lái)十年將會(huì)產(chǎn)生頭大小、具有超過(guò)一 億次運(yùn)算能力的嵌入式智能芯片，將為我們提供無(wú)限的創(chuàng)造空間?？傊扒度胧轿⒖刂破?或者說(shuō)單片機(jī)好象是一個(gè)黑洞.會(huì)把當(dāng)今很多技術(shù)和成果吸引進(jìn)來(lái)。中國(guó)應(yīng)當(dāng)注意發(fā)展智 力密集型產(chǎn)業(yè);七、嵌入式課程學(xué)習(xí)總結(jié)嵌入式系統(tǒng)無(wú)疑是當(dāng)前最熱門最有發(fā)展前途的IT應(yīng)用領(lǐng)域之一，可應(yīng)用在工業(yè)控制、 交通管理、信息家電、家庭智能管理、網(wǎng)絡(luò)及電子商務(wù)、環(huán)境檢測(cè)和機(jī)器人等方面。 ARM技術(shù)的IP在許多領(lǐng)域已經(jīng)取得了很大的成功。我們有理由相信，未來(lái)的電子技術(shù) 就是嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的天下。嵌入式系統(tǒng)無(wú)疑是當(dāng)前最熱門最有發(fā)展前途的IT應(yīng)用領(lǐng)域之一。嵌入式系統(tǒng)用在一些 特定專用設(shè)備上，通常這些設(shè)備的硬件資源（如處理器、存儲(chǔ)器等）非常有限，并且對(duì) 成本很敏感，有時(shí)對(duì)實(shí)時(shí)響應(yīng)要