嵌入式系统详解：定义、发展与广泛应用

嵌入式系统概述 嵌入式系统是一种以应用为中心、依托计算机技术，同时具备软件和硬件可定制性，对功能、可靠性和成本控制有严格要求的专业计算机系统。它区别于通用计算机，后者具有标准化形态并支持多种应用软件，而嵌入式系统则嵌入在各种设备和产品中，发挥特定功能。 1.1 嵌入式系统的发展与应用 - 计算机系统分类：传统计算机分为通用计算机系统，如个人计算机、小型机、中型机、大型机和超级计算机，它们具有通用性；而嵌入式系统则是指那些隐藏在设备内部，专为特定任务设计的计算机系统。 - 应用量统计：嵌入式系统的应用范围广泛且数量庞大，据统计，每户家庭平均使用40个嵌入式处理器，每辆汽车需要35个，到2001年，全球有约70亿个嵌入式处理器，占据处理器市场的94%，而通用处理器如Intel Pentium和Motorola PowerPC仅占6%。 - Moore定律的应用：嵌入式系统的增长速度远超传统计算设备，比如2002年的高端芯片能容纳1981年同等规模芯片的15000倍，这表明技术进步推动了嵌入式系统的集成度和功能提升。 1.2 嵌入式系统的特性 - 定义：嵌入式系统是针对特定应用需求，通过软件硬件结合实现高效、低成本、低功耗的解决方案。 - 组成与特点：嵌入式系统通常包括微处理器、存储器、输入/输出设备以及操作系统或实时操作系统，具有高度集成、低功耗、响应快速等特点。 - 种类多样：应用涵盖消费产品（如智能家电、玩具机器人）、工业控制（如汽车电子、工程机械智能控制器）、通信设备、医疗仪器和机器人等领域。 1.3 不同领域的应用实例 - 消费产品：如智能手机、家用电器中的智能控制系统。 - 工程机械和汽车电子：如VOLVO S80汽车中的18个嵌入式控制模块配合CAN总线网络。 - 通信设备：包括手机、路由器、卫星通讯设备等。 - 医疗设备：如智能肿瘤穿刺仪器，利用先进技术提高诊断和治疗效率。 - 智能仪器：如用于科学研究或工业监测的设备。 - 机器人：从基础的WinCE移动机器人平台到高度智能化的机器人产品。 嵌入式系统在现代科技发展中扮演着至关重要的角色，其广泛应用和持续发展的趋势预示着其在未来将继续深入各行各业，推动技术创新和产品智能化进程。