移动“嵌”入佳境——吴朝晖教授纵谈嵌入式技术
问:有人说,后PC时代移动计算将无所不在,嵌入式技术的呼声也因此越来越高。您能否介绍一下嵌入式系统具有什么样的技术特点和应用前景?
答:嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件和嵌入式软件系统组成,它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。嵌入式处理器主要由一个单片机或微控制器(MCU)组成。而这些嵌入式CPU目前多是8位和16位的,与32位或64位的高性能处理器相比,具有很强的经济性和现实性。相关支撑硬件包括显示卡、存储介质(ROM和RAM等)、通讯设备、IC卡或信用卡的读取设备等。嵌入式系统有别于一般的计算机处理系统,它不具备像硬盘那样大容量的存储介质,而大多使用闪存(Flash Memory)作为存储介质。嵌入式软件包括与硬件相关的底层软件、操作系统、图形界面、通讯协议、数据库系统、标准化浏览器和应用软件等。
总体看来,嵌入式系统具有便利灵活、性能价格比高、嵌入性强等特点,可以嵌入到现有任何信息家电和工业控制系统中。从软件角度来看,嵌入式系统具有不可修改性、系统所需配置要求较低、系统专业性和实时性较强等特点。
后PC时代是一个真实的阶段,而且是一个可以预测的时代。嵌入式系统就是与这一时代紧密相关的产物,它将拉近人与计算机的距离,形成一个人机和谐的工作与生活环境。从某一个角度来看,嵌入式系统可应用于人类工作与生活的各个领域,具有极其广阔的应用前景。嵌入式系统在传统的工业控制和商业管理领域已经具有广泛的应用空间,如智能工控设备、POS/ATM机、IC卡等;在家庭领域更具有广泛的应用潜力,如机顶盒、数字电视、WebTV、网络冰箱、网络空调等众多消费类和医疗保健类电子设备等;此外还有在媒体手机、袖珍电脑、掌上电脑、车载导航器等方面应用,将极大地推动嵌入式技术深入到生活和工作的方方面面。它在娱乐、军事方面的应用潜力也是巨大的,而且是有目共睹的。
问:嵌入式系统的出现至今已经有30多年的历史了,嵌入式技术也历经了几个发展阶段,请您介绍一下这方面的情况。
答:应该说,进入90年代后,以计算机和软件为核心的数字化技术取得了迅猛发展,不仅广泛渗透到社会、经济、军事、交通、通信等相关行业,而且深入到家电、娱乐、艺术、社会文化等各个领域,掀起了一场数字化技术革命。多媒体技术与Internet的应用迅速普及,消费电子、计算机、通信(3C)一体化趋势日趋明显,嵌入式技术再度成为一个研究热点。综观嵌入式技术的发展,大致经历了以下4个阶段。
第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统,同时具有与监测、伺服、指示设备相配合的功能。这种系统大部分应用于一些专业性极强的工业控制系统中,一般没有操作系统的支持,通过汇编语言编程对系统进行直接控制,运行结束后清除内存。这一阶段系统的主要特点是:系统结构和功能都相对单一,处理效率较低,存储容量较小,几乎没有用户接口。由于这种嵌入式系统使用简便、价格很低,以前在国内工业领域应用较为普遍,但是已经远远不能适应高效的、需要大容量存储介质的现代化工业控制和新兴的信息家电等领域的需求。
第二阶段是以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统。这一阶段系统的主要特点是:CPU种类繁多,通用性比较弱;系统开销小, 效率高;操作系统具有一定的兼容性和扩展性;应用软件较专业,用户界面不够友好;系统主要用来控制系统负载以及监控应用程序运行。
第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。这一阶段系统的主要特点是:嵌入式操作系统能运行于各种不同类型的微处理器上,兼容性好;操作系统内核精小、效率高,并且具有高度的模块化和扩展性;具备文件和目录管理、设备支持、多任务、网络支持、图形窗口以及用户界面等功能;具有大量的应用程序接口(API),开发应用程序简单;嵌入式应用软件丰富。
第四阶段是以基于Internet为标志的嵌入式系统,这是一个正在迅速发展的阶段。目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外,但随着Internet的发展以及Internet技术与信息家电、工业控制技术等结合日益密切,嵌入式设备与Internet的结合将代表着嵌入式技术的真正未来。
问:谈到嵌入式系统,我们接触最多的是Microsoft公司的Windows CE和3Com公司的PalmOS。您能否为我们介绍一下目前国内外嵌入式系统的研发现状以及他们各自的特色所在?
答:嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件和嵌入式软件系统组成,它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。嵌入式处理器主要由一个单片机或微控制器(MCU)组成。而这些嵌入式CPU目前多是8位和16位的,与32位或64位的高性能处理器相比,具有很强的经济性和现实性。相关支撑硬件包括显示卡、存储介质(ROM和RAM等)、通讯设备、IC卡或信用卡的读取设备等。嵌入式系统有别于一般的计算机处理系统,它不具备像硬盘那样大容量的存储介质,而大多使用闪存(Flash Memory)作为存储介质。嵌入式软件包括与硬件相关的底层软件、操作系统、图形界面、通讯协议、数据库系统、标准化浏览器和应用软件等。
总体看来,嵌入式系统具有便利灵活、性能价格比高、嵌入性强等特点,可以嵌入到现有任何信息家电和工业控制系统中。从软件角度来看,嵌入式系统具有不可修改性、系统所需配置要求较低、系统专业性和实时性较强等特点。
后PC时代是一个真实的阶段,而且是一个可以预测的时代。嵌入式系统就是与这一时代紧密相关的产物,它将拉近人与计算机的距离,形成一个人机和谐的工作与生活环境。从某一个角度来看,嵌入式系统可应用于人类工作与生活的各个领域,具有极其广阔的应用前景。嵌入式系统在传统的工业控制和商业管理领域已经具有广泛的应用空间,如智能工控设备、POS/ATM机、IC卡等;在家庭领域更具有广泛的应用潜力,如机顶盒、数字电视、WebTV、网络冰箱、网络空调等众多消费类和医疗保健类电子设备等;此外还有在媒体手机、袖珍电脑、掌上电脑、车载导航器等方面应用,将极大地推动嵌入式技术深入到生活和工作的方方面面。它在娱乐、军事方面的应用潜力也是巨大的,而且是有目共睹的。
问:嵌入式系统的出现至今已经有30多年的历史了,嵌入式技术也历经了几个发展阶段,请您介绍一下这方面的情况。
答:应该说,进入90年代后,以计算机和软件为核心的数字化技术取得了迅猛发展,不仅广泛渗透到社会、经济、军事、交通、通信等相关行业,而且深入到家电、娱乐、艺术、社会文化等各个领域,掀起了一场数字化技术革命。多媒体技术与Internet的应用迅速普及,消费电子、计算机、通信(3C)一体化趋势日趋明显,嵌入式技术再度成为一个研究热点。综观嵌入式技术的发展,大致经历了以下4个阶段。
第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统,同时具有与监测、伺服、指示设备相配合的功能。这种系统大部分应用于一些专业性极强的工业控制系统中,一般没有操作系统的支持,通过汇编语言编程对系统进行直接控制,运行结束后清除内存。这一阶段系统的主要特点是:系统结构和功能都相对单一,处理效率较低,存储容量较小,几乎没有用户接口。由于这种嵌入式系统使用简便、价格很低,以前在国内工业领域应用较为普遍,但是已经远远不能适应高效的、需要大容量存储介质的现代化工业控制和新兴的信息家电等领域的需求。
第二阶段是以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统。这一阶段系统的主要特点是:CPU种类繁多,通用性比较弱;系统开销小, 效率高;操作系统具有一定的兼容性和扩展性;应用软件较专业,用户界面不够友好;系统主要用来控制系统负载以及监控应用程序运行。
第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。这一阶段系统的主要特点是:嵌入式操作系统能运行于各种不同类型的微处理器上,兼容性好;操作系统内核精小、效率高,并且具有高度的模块化和扩展性;具备文件和目录管理、设备支持、多任务、网络支持、图形窗口以及用户界面等功能;具有大量的应用程序接口(API),开发应用程序简单;嵌入式应用软件丰富。
第四阶段是以基于Internet为标志的嵌入式系统,这是一个正在迅速发展的阶段。目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外,但随着Internet的发展以及Internet技术与信息家电、工业控制技术等结合日益密切,嵌入式设备与Internet的结合将代表着嵌入式技术的真正未来。
问:谈到嵌入式系统,我们接触最多的是Microsoft公司的Windows CE和3Com公司的PalmOS。您能否为我们介绍一下目前国内外嵌入式系统的研发现状以及他们各自的特色所在?
文章出处:希赛网
