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嵌入式計算機系統的出現，是現代計算機發(fā)展史上的里程碑事件。嵌入式系統誕生于微型計算機時(shí)代，與通用計算機的發(fā)展道路完全不同，形成了獨立的單芯片的技術(shù)發(fā)展道路。由于嵌入式系統的誕生，現代計算機領(lǐng)域中出現了通用計算機與嵌入式計算機的兩大分支。不可兼顧的技術(shù)發(fā)展道路，形成了兩大分支的獨立發(fā)展道路：通用計算機按照高速、海量的技術(shù)發(fā)展；嵌入式計算機系統則為滿(mǎn)足對象系統嵌入式智能化控制要求發(fā)展。由于獨立的分工發(fā)展，20世紀末，現代計算機的兩大分支都得到了迅猛地發(fā)展。 經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，嵌入式系統已經(jīng)在很大程度改變了人們的生活、工作和娛樂(lè )方式，而且這些改變還在加速。嵌入式系統具有無(wú)數的種類(lèi)，每類(lèi)都具有自己獨特的個(gè)性。例如，MP3、數碼相機與打印機就有很大的不同。汽車(chē)中更是具有多個(gè)嵌入式系統，使汽車(chē)更輕快、更干凈、更容易駕駛。 即使不可見(jiàn)，嵌入式系統也無(wú)處不在。嵌入式系統在很多產(chǎn)業(yè)中得到了廣泛的應用并逐步改變著(zhù)這些產(chǎn)業(yè)，包括工業(yè)自動(dòng)化、國防、運輸和航天領(lǐng)域。例如神州飛船和長(cháng)征火箭中肯定有很多嵌入式系統，導彈的制導系統也是嵌入式系統，高檔汽車(chē)中也有多達幾十個(gè)嵌入式系統。 在日常生活中，人們使用各種嵌入式系統，但未必知道它們。事實(shí)上，幾乎所有帶有一點(diǎn)“智能”的家電（全自動(dòng)洗衣機、電腦電飯煲…）都是嵌入式系統。嵌入式系統廣泛的適應能力和多樣性，使得視聽(tīng)、工作場(chǎng)所甚至健身設備中到處都有嵌入式系統。 嵌入式系統誕生于微型計算機，是嵌入到對象體系中，實(shí)現嵌入對象智能化的計算機。但是，微型計算機無(wú)法滿(mǎn)足絕大多數對象體系嵌入式要求的體積、價(jià)位與可靠性，因此，嵌入式系統迅速走上了獨立發(fā)展的單片機道路。首先是將計算機芯片化集成為單片微型計算機（SCMP），其后為滿(mǎn)足對象體系的控制要求，單片機不斷從單片微型計算機向微控制器（MCU）與片上系統（SoC）發(fā)展。但無(wú)論怎樣發(fā)展變化，都改變不了“內含計算機”、“嵌入到對象體系中”、“滿(mǎn)足對象智能化控制要求”的技術(shù)本質(zhì)。 因此，我們可以將嵌入式系統定義成：“嵌入到對象體系中的專(zhuān)用計算機應用系統”。 隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )、通信時(shí)代的到來(lái)，不少嵌入式系統形成了一些獨立的應用產(chǎn)品，如手機、PDA、MP3、數碼伴侶等，這些產(chǎn)品沒(méi)有像電視機、電冰箱、空調、洗衣機、汽車(chē)等那樣明顯的嵌入對象，這時(shí)嵌入式系統定義中的“嵌入到對象體系中”含義，可以廣義地理解成“內嵌有計算機”的含義。 (1) 嵌入式系統的特點(diǎn) 按照嵌入式系統的定義，嵌入式系統有3個(gè)基本特點(diǎn)，即“嵌入性”、“專(zhuān)用性”與“計算機”。 “嵌入性”由早期微型機時(shí)代的嵌入式計算機應用而來(lái)，專(zhuān)指計算機嵌入到對象體系中，實(shí)現對象體系的智能控制。當嵌入式系統變成一個(gè)獨立應用產(chǎn)品時(shí)，可將嵌入性理解為內部嵌有微處理器或計算機。 “計算機”是對象系統智能化控制的根本保證。隨著(zhù)單片機向MCU、SoC發(fā)展，片內計算機外圍電路、接口電路、控制單元日益增多，“專(zhuān)用計算機系統 ”演變成為“內含微處理器”的現代電子系統。與傳統的電子系統相比較，現代電子系統由于內含微處理器，能實(shí)現對象系統的計算機智能化控制能力。 “專(zhuān)用性”是指在滿(mǎn)足對象控制要求及環(huán)境要求下的軟硬件裁剪性。嵌入式系統的軟、硬件配置必須依據嵌入對象的要求，設計成專(zhuān)用的嵌入式應用系統。 (2) 嵌入式系統的相關(guān)技術(shù) 嵌入式系統應是計算機的一個(gè)重要分支。但是作為一個(gè)重要的計算機工具，有不斷完善的基礎技術(shù)與在各個(gè)領(lǐng)域中的應用技術(shù)，并且依靠著(zhù)多學(xué)科，如計算機學(xué)科、電子技術(shù)學(xué)科、微電子學(xué)科、集成電路設計等的交叉與綜合。 (3) 嵌入式系統的技術(shù)前沿 目前，無(wú)論是嵌入式系統基礎器件、開(kāi)發(fā)手段，還是應用對象，都有了很大變化。無(wú)論是未來(lái)從事8位、16位、32位的嵌入式系統應用，都應該了解嵌入式系統的技術(shù)前沿。這些技術(shù)前沿體現了嵌入式系統應用的一些基本觀(guān)念，它們是：基于集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的應用開(kāi)發(fā)、應用系統的用戶(hù)SoC設計、操作系統的普遍應用、普遍的網(wǎng)絡(luò )接入、先進(jìn)的電源技術(shù)以及多處理器SoC技術(shù)。 嵌入式系統技術(shù)是電類(lèi)專(zhuān)業(yè)技術(shù)的載體和核心基礎技術(shù)，即學(xué)習電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)生在走向工作崗位以后，無(wú)論你將來(lái)從事任何工作都離不開(kāi)嵌入式系統應用技術(shù)。嵌入式系統應用技術(shù)的核心基礎課程主要有《C程序設計教程》、《嵌入式系統軟件設計中的數據結構》、《單片機初級教程》或《ARM嵌入式系統初級教程》、《電路分析基礎》、《模擬電子技術(shù)》、《數字電子技術(shù)(包括Verilog HDL)》、《嵌入式實(shí)時(shí)操作系統與程序設計基礎》、《嵌入式系統應用設計》與相應的專(zhuān)業(yè)課。 |
