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当我们身边的嵌入式计算机

发布时间:2021-09-09 10:55:23 阅读: 来源:硅酸铝厂家

我们身边的嵌入式计算机

1953年,IBM制造了自己的第一台计算机701。1972年,Intel推出了8008微机算机。2005年大多数office一族身边都会有一台电脑,很多人身上还要多加一个背包来装上他们的notebook。

IBM在1999年创造了一个名词——“普适计算” (又叫“普及计算”,Pervasive Computing)。“普适计算”指的就是,“无论何时何地,只要您需要,就可以通过某种设备访问到所需的信息”。从计算技术的角度来看,人类已经由络计算逐步延伸到了普适计算。信息时代里我们身边的计算机已经不单是这些方方正正的样子,它们已经深入到我们生活的任何领域。看看我们身边的计算机,家里的智能冰箱、洗衣机、空调、消毒柜、机顶盒;汽车上的多媒体影音播放系统、自动控制系统;路上的红绿灯控制、电子警察、自动贩卖机。银行的ATM机、排队系统;军事上使用的导弹制导、自动侦测等等。以上的这些应用,由于空间、内容、形态上的需求,计算机已改变了自己传统的样子,在工业领域他们有一个属于自己的名字——嵌入式系统。

嵌入式系统是以嵌入式计算机为技术核心,面向用户、面向产品、面向应用,软硬件可裁减的,适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。和通用包括新能源材料、纳米材料、先进复合材料、生态环境材料、高性能结构材料、新型功能材料、化工新材料等计算机不同,嵌入式系统是针对具体应用的专用系统,目的就是要把一切变得更简单、更方便、更普遍、更适用;它的硬件和软件都必须高效率地设计,量体裁衣、去除冗余,力争在同样的硅片面积上实现更高的性能。嵌入式系统主要由嵌入式处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及特定的应用程序等四部分组成,是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”;用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。嵌入式系统应具有的特点是:要求高可靠性;在恶劣的环境或突然断电的情况下,要求系统仍然能够正常工作;许多嵌入式应用要求实时处理能力,这就要求嵌入式操作系统(EOS)具有实时处理能力;嵌入式系统中的软件代码要求高质量、高可靠性,一般都固化在只读存储器中或闪存中,也就是说软件要求固态化存储,而不是存储在磁盘等载体中。

嵌入式微处理器采用“增强型”通用微处理器。由于嵌入式系统通常应用于环境比较恶劣的环境中,因而嵌入式微处理器在工作温度、电磁兼容性以及可靠性方面的要求较通用的标准微处理器高。但是,嵌入式微处理器在功能方面与标准的微处理器基本上是一样的。根据实际嵌入式应用要求,将嵌入式微处理器装配在专门设计的主板上,只保留和嵌入式应用有关的主板功能,这样可以大幅度减小系统的体积和功耗。和工业控制计算机相比,嵌入式微处理器组成的系统具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点,但在其电路板上必须包括ROM、RAM、总线接口、各种外设等器件,从而降随着电测电控技术在实验机上的广泛利用低了系统的可靠性,技术保密性也较差。由嵌入式微处理器及其存储器、总线、外设等安装在一块电路主板上构成一个通常所说的单板机系统。嵌入式处理器目前主要有Am186/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM系列等。

工业控制嵌入式系统一般采用X86架构,功能齐全,集成各种I/O总线。处理速度及显示效能较传统嵌入式微处理器有较大提升。适合应用于金融终端机,程控交换机等需要选择适合型号的电子万能实验机频繁处理数据的应用。市面上比较流行的处理器主要有Intel mobil Pentium系列、VIA Ed由于存在不可避免的节流损失或溢流损失en /C3系列、Nation Geode 系列、Transmeta Crusoe系列等。

嵌入式操作系统是一种支持嵌入式系统应用的操作系统软件,它是嵌入式系统(包括硬、软件系统)极为重要的组成部分,通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等。嵌入式操作系统具有通用操作系统的基本特点,如能够有效管理越来越复杂的系统资源;能够把硬件虚拟化,使得开发人员从繁忙的驱动程序移植和维护中解脱出来;能够提供库函数、驱动程序、工具集以及应用程序 。与通用操作系统相比较,嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。一般情况下,传统微处理器嵌入式操作系统可以分为两类,一类是面向控制、通信等领域的实时操作系统,如WindRiver公司的VxWorks、ISI的pSOS、QNX系统软件公司的QNX、ATI的Nucleus等;另一类是面向消费电子产品的非实时操作系统,这类产品包括个人数字助理(PDA)、移动、机顶盒、电子书、WebPhone等。

现在比较流行的嵌入式操作系统有Microsoft / Embedded WinXP . Embedded Linux。Windows CE .Net是一个功能强大的实时嵌入式操作系统,也是微软第一个能够全面支持中文的Windows CE操作系统,适用于快速构建新一代内存少体积小的智能设备,例如手持式设备、智能、机顶盒、零售点设备和显示器等。Windows CE .NET提供了对最新无线技术的支持,例如蓝牙技术和零配置的802.11,而且它还通过Microsoft Internet Explorer 5.5、Windows Media (TM) 8 和DirectX 8提供了全面的多媒体和Web浏览体验。Windows CE NET支持各种处理器产品家族,包括x86、Xscale、ARM、MIPS和SH系列,因此它允许开发人员为他们自己的项目选择最理想的硬件。

嵌入式Linux也正在并越来越多地受到人们的关注,嵌入式Linux与Linux一样,是开放源代码软件,Linux是硬件制造商首选支持的OS,一般硬件支持是从微处理器开始的,Linux是支持微处理器种类最多的OS,还有更多的I/O设备驱动程序。嵌入式Linux与厂家无关性也保证了这种硬件系统支持的平滑过渡,从一个厂家嵌入式Linux移植到另外一家也是很容易的、更早地获取新技术。

嵌入式系统的发展使普适计算的深度和广度不断扩大,为开发新型的应用和服务提供了近乎无限的可能性,各行各业都可能使用普适计算。(end)

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