嵌入式系统已经成为人类生活中不可分割的一部分，尽管它们被设计成在最小或没有人为干扰的情况下运行。低成本、压缩尺寸和简单的设计使它们非常受欢迎。今天，这些系统在许多设备、仪器仪表和家用电器中起着至关重要的作用，并可能在不久的将来继续下去。这篇文章讨论了什么是嵌入式系统，它的特点，类型，优点和缺点。
什么是嵌入式系统
简单地说嵌入式系统是一个包括硬件和软件的集成系统是不够的。嵌入式系统是一种专用的计算机系统，通常在较大的系统中为单一或少数特定功能而设计。因此，嵌入式系统是
- 可以在很少或没有人为干预的情况下运行
- 特别设计，考虑到需要以最有效的方式完成的任务
这些系统不同于通用计算机(台式机和笔记本电脑)——通用计算机可以处理不同于嵌入式系统的广泛的处理任务。
我们的大多数电器，如洗衣机、微波炉、自动取款机和移动电话都有嵌入式系统。任何使用电力的设备，包括玩具，都嵌入了一个计算系统。
图1 -嵌入式系统简介
嵌入式系统的特点
嵌入式系统的一些关键特征如下所述。
- 所有的嵌入式系统都是特定于任务的。他们一生都在重复/持续地做同样的任务。mp3播放器只能作为mp3播放器使用。
- 创建嵌入式系统是为了在特定的时间框架内执行任务。因此，它必须运行得足够快。一辆汽车的刹车系统，如果超过时间限制，可能会引起事故。
- 它们只有极少或没有用户界面(UI)。全自动洗衣机在设定好程序后自动工作，任务结束后自动停机。
- 一些嵌入式系统被设计成对外部刺激作出反应并做出相应的反应。温度计，GPS追踪装置。
- 嵌入式系统的构建是为了达到一定的效率水平。它们体积小，功率小，价格也不贵。
- 嵌入式系统不允许用户更改或升级。因此，它们必须在可靠性和稳定性方面排名靠前。它们有望长时间运行，用户不会遇到任何困难。
- 微控制器或微处理器用于设计嵌入式系统。
- 嵌入式系统需要连接外围设备来连接输入和输出设备。
- 嵌入式系统的硬件主要是为了保证系统的安全性和性能。本软件用于特性。
图2 -嵌入式系统的特性
嵌入式系统的类型
嵌入式系统可以根据以下几个方面进行分类:
- 性能和功能要求
- 微控制器的性能
图3 -嵌入式系统的类型
基于性能和功能需求的嵌入式系统
嵌入式系统根据性能和功能需求可分为四种类型。
- 实时嵌入式系统
- 独立嵌入式系统
- 网络化嵌入式系统
- 移动嵌入式系统
实时嵌入式系统
实时嵌入式系统在规定的特定时间内提供输出。也就是说，实时嵌入式系统的设计和创建是为了在预先指定的时间内执行某些特定的工作。
实时嵌入式系统的类型
实时嵌入式系统有两种类型。它们是:
- 软实时嵌入式系统
- 硬实时嵌入式系统
独立嵌入式系统
独立嵌入式系统是那些可以自己工作，即它们是自给自足的，不依赖于主机系统。独立嵌入式系统的制造方式是接收、处理输入，然后产生所需的输出。
输入可以通过传感器，关键字或按钮接收。
网络化嵌入式系统
网络化嵌入式系统依赖于已连接的网络来执行分配的任务。
这些系统由传感器、控制器等相互连接的组件组成。这些系统中有许多是建立在通用处理器上的。
移动嵌入式系统
移动嵌入式系统是那些体积小，可用于较小设备的系统。
由于体积小，它们被用于移动电话和数码相机。它们通常有内存限制，并且缺乏良好的用户界面。
基于单片机性能的嵌入式系统
嵌入式系统根据其单片机的性能分为三种类型。
- 小型嵌入式系统
- 中型嵌入式系统
- 复杂嵌入式系统
小型嵌入式系统
小型嵌入式系统通常使用8位微控制器设计和创建。这个微控制器可以被电池激活。
中型嵌入式系统
中等规模嵌入式系统使用单个16位或32位微控制器或多个微控制器连接在一起。这些系统有很多硬件和软件的复杂性，因此不是许多人的首选。
复杂嵌入式系统
复杂的嵌入式系统通常采用多种算法，导致硬件和软件的复杂性。它们通常需要可配置的处理器和可编程的逻辑阵列。
嵌入式系统的应用
图4 -嵌入式系统应用
嵌入式系统的一些实际应用如下:
- 消费电子产品金博宝博彩-电视和数码相机;电脑打印机;视频游戏机和家庭娱乐系统，比如PS4。
- 家用电器——冰箱;洗衣机，微波炉，空调
- 医疗设备- MRI、CT等扫描仪;心电图机;监测血压和心跳的设备
- 汽车-燃油喷射系统，防抱死制动系统，音乐和娱乐系统，空调控制
- 工业应用-装配线，反馈系统，数据收集系统
- 航空航天-导航和制导系统，GPS
- 通信-路由器、卫星电话
虽然移动电话使用嵌入式系统，但它们的操作方式类似于通用计算机;因此不包括在上面的列表。
嵌入式系统的优势
嵌入式系统的优点是:
- 便于批量生产。这导致每件的价格很低。
- 这些系统是高度稳定和可靠的。
- 嵌入式系统是为特定的任务而设计的。
- 嵌入式系统体积非常小，因此可以携带和装载到任何地方。
- 这些系统速度很快。它们也消耗更少的能量。
- 嵌入式系统优化了可用资源的使用。
- 他们提高了产品质量。
嵌入式系统的缺点
嵌入式系统的缺点如下:
- 一旦配置完毕，这些系统就无法更改。因此，不能对设计和创建的产品进行改进或升级。
- 它们很难维持。对嵌入式文件进行备份也很困难。
- 对嵌入式系统来说，故障诊断是一个难题。将数据从一个系统传输到另一个系统也是相当有问题的。
- 因为这些系统是为特定任务而设计的，所以硬件是有限的。
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