现代嵌入式系统体系结构和开发方法分析

胡旭伟

（计算机科学与技术，计算机科学与工程，

07 计 3W，07141329）

摘

  要：随着计算机硬件技术的快速发展，出现了越来越多的便携设备和智能设备。这些设备中通常包

含控制用的

CPU 和相应的操作系统；这类特殊的计算机系统叫做嵌入式实时系统。嵌入式实时系统以

其简洁高效等特点在计算机、通信等领域中广泛使用。如今

,由于嵌入式系统的市场巨大、潜力无限,全球

的生产商都非常看好这一领域

,纷纷投入了大量的人力物力,而围绕嵌入式系统的研究、设计和开发正成

为计算机发展最活跃的方向之一

.从嵌入式系统设计角度来看,任何一个系统都是一个输入/ 输出处理系

统

. 广义地说,所处理的物理量可分为模拟量、开关量与数字量. 若能了解一个实际的对象系统有哪些输

入的物理量

,哪些输出的物理量以及它们之间的内在关系,就可以设计出以单片机为核心的应用系统,并

通过编程实现输入

/ 输出之间的关系。

关键字：嵌入式系统

  

引 言

嵌入式系统一般指非

Pc系统，它包括硬件和软件两部讣。硬件包括处理器／微处理器、存储器及外

设器件和

I／O端、罔形控制器等。软件部分包括操作系统软件(OS)(要求实时和多任务操作)和应用程序

编程。有时设计人员把这两种软件组合在一起。应用程序控制着系统的运作和行蔓，；而操作系统控制
着应用程序编程与硬件的交互作用。
嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。嵌入式微处理器一般媳备以下

4个特点：(1)对实时多任务有很

强的支持能力，能宠成多任务并且有较短的中断响应时间；

(2)具有功能较强的存储区保护功能；(3)

可扩展

(生长)的处理器结构，以能最迅速地开发出满足应用的各种性能的嵌入式微处理器；(4)功耗很

低。

1  嵌入式系统的历史  

　　虽然嵌入式系统是近几年才风靡起来的，但是这个概念并非新近才出现。从

20 世纪七十年代

单片机的出现到今天各式各样的嵌入式微处理器，微控制器的大规模应用，嵌入式系统已经有了
近

30 年的发展历史。 

　　作为一个系统，往往是在硬件和软件交替发展的双螺旋的支撑下逐渐趋于稳定和成熟，嵌入
式系统也不例外。

 

　　嵌入式系统的出现最初是基于单片机的。

70 年代单片机的出现，使得汽车、家电、工业机器、通

信装置以及成千上万种产品可以通过内嵌电子装置来获得更佳的使用性能：更容易使用、更快、更
便宜。这些装置已经初步具备了嵌入式的应用特点，但是这时的应用只是使用８位的芯片，执行一
些单线程的程序，还谈不上

“系统”的概念。 

从

80 年代早期开始，嵌入式系统的程序员开始用商业级的“操作系统”编写嵌入式应用软件，

这使得可以获取更短的开发周期，更低的开发资金和更高的开发效率，

“嵌入式系统”真正出现了。 

90 年代以后，随着对实时性要求的提高，软件规模不断上升，实时核逐渐发展为实时多任务

操作系统（

RTOS），并作为一种软件平台逐步成为目前国际嵌入式系统的主流。

2  嵌入式系统的 定 义  

　　根据

IEEE（国际电机工程师协会）的定义，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机器和

设备运行的装置

”（原文为 devices used to control, monitor, or assist the operation of 

equipment, machinery or plants）。这主要是从应用上加以定义的，从中可以看出嵌入式系
统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。