嵌入式系统实例
计算机发展的三大阶段 第一阶段：始于五十年代的由IBM, Honeywell等公司率先研制的大型机。
第二阶段：始于七十年代的个人计算机。
第三阶段：计算机正迈入下一个充满机遇的阶段—“后PC时代”或“无处不在的计算机”阶段。
无处不在的计算机系统
施乐公司Palo Alto研究中心主任Mark Weiser认为：
“从长远来看，PC机和计算机工作站将衰落，因为计算机变得无处不在：例如在墙里、在手腕上、在手写电脑中(象手写纸一样)等等，随用随取、伸手可及”。
全世界的计算机科学家正在形成一种共识:
计算机不会成为科幻电影中的那种贪婪的怪物, 而是将变得小巧玲珑, 无处不在. 他们藏身在任何地方, 又消失在所有地方, 功能强大, 确有无影无踪. 人们将这种思想命名为: “无所不在的计算机”。
无处不在的计算机系统
施乐公司Palo Alto研究中心主任Mark Weiser认为：
“从长远来看，PC机和计算机工作站将衰落，因为计算机变得无处不在：例如在墙里、在手腕上、在手写电脑中(象手写纸一样)等等，随用随取、伸手可及”。
全世界的计算机科学家正在形成一种共识:
计算机不会成为科幻电影中的那种贪婪的怪物, 而是将变得小巧玲珑, 无处不在. 他们藏身在任何地方, 又消失在所有地方, 功能强大, 确有无影无踪. 人们将这种思想命名为: “无所不在的计算机”。
无处不在的计算机系统
无处不在的计算机是计算机与使用者的比率达到和超过100:1的阶段
无处不在的计算机包括通用计算机和嵌入式计算机系统
在100:1比例中95%以上都是嵌入式计算机系统，并非通用计算机
嵌入式计算机传统分类方法：按照处理字长、体系结构、运算速度、结构规模等标准
大型机
中型机
小型机
微型机
以应用为中心的分类方法：
通用计算机：具有一般计算机的基本形态，通过装配不同的应用软件，以基本类同的面目出现并应用于社会的各个领域，其典型产品为PC。
嵌入式计算机：作为嵌入式系统的核心部件隐藏在各种装置、设备、产品和系统中。
通用计算机与嵌入式系统对比
硬件平台比较
软件平台比较
嵌入式系统历史
嵌入式系统的出现和兴起（1960-1970） 70年代出现了嵌入式系统的概念，此时的嵌入式系统一般不采用操作系统，它们只是实现某个控制功能，使用循环程序处理外界的请求。
第一台机载专用数字计算机是奥托内蒂克斯公司为美国海军舰载轰炸机“民团团员”号研制的多功能数字分析器(Verdan)。
同时嵌入式计算机开始应用于工业控制。1962年一个美国乙烯厂实现了工业装置中的第一个直接数字控制(DDC)。
嵌入式系统开始走向繁荣，软件和硬件日臻完善（1971-1989） C语言使操作系统的开发变得更加简单。从80年代开始，出现了各种各样的商用嵌入式操作系统。
1973年至1977年间各厂家推出了许多8位的微处理器，包括Intel 8080/8085，Motorola 的6800/6802，Zilog的Z80和Rockwell的6502。
微处理器的广泛应用形成了一个广阔的嵌入式应用市场，计算机厂家除了要继续以整机方式向用户提供工业控制计算机系统外，开始大量地以插件方式向用户提供OEM产品，再由用户根据自己的需要构成专用的工业控制微型计算机，嵌入到自己的系统设备中。
80年代初开始出现了一批软件公司，推出商品化的嵌入式实时操作系统和各种开发工具。
嵌入式系统应用走向纵深（1990年-现在） 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，掀起了一场数字化技术革命。进入20世纪90年代, 在分布控制、柔性制造、数字化通信和数字化家电等巨大需求的牵引下，嵌入式系统的硬件、软件技术进一步加速发展、应用领域进一步扩大。
手机、数码相机、VCD、数字电视、路由器、交换机等都是嵌入式系统。
大多数豪华轿车每辆拥有约50个嵌入式微处理器。
最新的波音777宽体客机上约有1000个微处理器。
在不久的将来你会在你的家里发现几十到上百的嵌入系统在为你服务。
嵌入式系统概述
综观嵌入式技术的发展，大致经历了4个阶段。
第一阶段：单芯片
第二阶段：嵌入式CPU
第三阶段：嵌入式操作系统
第四阶段： Internet技术
嵌入式系统发展 -- 第一阶段
第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器系统。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，通过汇编语言程序对系统进行直接控制，运行结束后清除内存。
主要特点：系统结构和功能相对单一，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、价格低廉，当时在国内工业领域应用较为普遍，但是已经远远不能适应现代化工业控制和新兴的信息家电等领域的需求。
嵌入式系统发展 -- 第二阶段
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。
主要特点：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。
嵌入式系统发展 -- 第三阶段
第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。
主要特点：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。
嵌入式系统发展 -- 第四阶段
第四阶段是以嵌入式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。
嵌入式系统定义
嵌入式微处理器在应用数量上远远超过了各种通用计算机，一台通用计算机的外部设备中就包含了5～10个嵌入式微处理器，键盘、鼠标、软驱、硬盘、显示卡、显示器、网卡、Modem、声卡、打印机、扫描仪、数字相机、USB集线器等均是由嵌入式处理器控制。
嵌入式系统与一般的PC机应用系统不同，不同的嵌入式系统彼此之间差别也很大。嵌入式系统一般功能单一，简单，在兼容性方面要求不高，但是在大小、成本方面限制较多。
目前，嵌入式系统还没有比较权威、比较统一的定义，人们从不同的角度来理解嵌入式系统，描述嵌入式系统。
嵌入式系统－－描述一
嵌入式系统被定义为：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
嵌入式系统－－描述二
嵌入式系统是指嵌入式计算机及其应用系统，是指嵌入各种设备及应用产品内部的计算机系统，它主要完成信号控制的功能，体积小，结构紧凑，可作为一个部件埋藏于所控制的装置中，它提供用户接口、管理有关信息的输入输出、监控设备工作，使设备及应用系统有较高智能和性价比。
嵌入式系统－－描述三
嵌入式系统是计算机技术，通信技术，半导体技术，微电子技术，语音图象数据传输技术，甚至传感器等先进技术和具体应用对象相结合后的更新换代产品，是技术密集，投资强度大，高度分散，不断创新的知识密集型系统。反映当代最新技术的先进水平。
嵌入式系统－－综合描述
嵌入式系统定义：是现代科学多学科互相融合的以应用技术产品为核心，以计算机技术为基础，以通信技术为载体，以消费类产品为对象，引入各类传感器，进入Internet网络技术的连接，从而适应应用环境的产品。嵌入式系统无多余软件，软件以固化态出现，硬件亦无多余存储器，可靠性高，成本低，体积小，功耗少，包含于各种不同类型的设备。
嵌入式系统特点
1．专用性强
嵌入式系统面向特定应用，能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统的小型化。
2．技术融合
嵌入式系统将先进的计算机技术、通信技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合，是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。
3．软硬一体，软件为主
软件是嵌入式系统的主体，有IP核。嵌入式系统的硬件和软件都可以高效率地设计，量体裁衣，去除冗余，可以在同样的硅片面积上实现更高的性能。
4.比通用计算机资源少
由于嵌入式系统通常设计成只完成少数几个任务。设计时考虑到经济性，不能使用通用CPU，这就意味着管理的资源少，其成本低，结构更简单。
5．具有固化在非易失性存储器中的代码
为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中，而不是存贮于磁盘中。
6．需专门开发工具和环境
嵌入式系统本身不具备自主开发能力，即使设计完成以后，用户通常也不能对其中的程序功能进行修改，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。
7．体积小、价格低、工艺先进、性能价格比高、系统配置要求低、实时性强
嵌入式系统特点——非垄断性
嵌入式系统是一个分散的工业,充满了竞争、机遇与创新,没有哪一个系列的处理器和操作系统能够垄断全部市场。
从某种意义上来说，通用计算机行业的技术是垄断的。占整个计算机行业90%的PC产业，其中80%采用Intel的80x86体系结构，芯片基本上出自Intel，AMD等几家公司。在操作系统和文字处理器方面，Microsoft的Windows及Word占80～90%，凭借操作系统还可以搭配其它应用程序。因此当代的通用计算机工业的基础被认为是由Wintel（Microsoft和Intel 90年代初建立的联盟）垄断的工业。
关注成本
嵌入式系统通常需要注意的成本是系统成本，特别是量大的消费类数字化产品，其成本是产品竞争的关键因素之一。
嵌入式的系统成本包括:
一次性的开发成本NRE(Non-Recurring Engineering)成本
产品成本:硬件BOM(Bill Of Material )、外壳包装和软件版税等
批量产品的总体成本=NRE成本+每个产品成本*产品总量
每个产品的最后成本=总体成本/产品总量=NRE成本/产品总量+每个产品成本
嵌入式系统对硬件的设计要求
嵌入式系统面向用户，面向产品，面向应用。如果独立于应用，自行发展，则会失去市场。嵌入式处理器的功耗、体积、成本、可靠性、速度、处理能力、电磁兼容性等方面均受到应用要求的制约,这也是各个半导体厂商之间竞争的热点。
