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1嵌入式系統的組成

嵌入式系統是集操作系統軟件、應用軟件和專用硬件平臺與一身的專用的計算機系統。簡單的說就是系統的軟件與硬件一體化。相對與計算機系統來說，嵌入式系統的硬件平臺是專門定制的，其特點是功耗低、體積小；軟件方面，嵌入式系統代碼量小，系統高度自動化、響應速度快。特別適合于一些要求實時性高、多任務、且數據運算量不大的場合，如工業控制、智能家居、智能機器人等領域。嵌入式系統基本結構分為硬件和軟件兩部分。

1.1嵌入式硬件

硬件方面，嵌入式處理器是整個硬件平臺的核心，可分為幾大類：嵌入式微處理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP處理器和片上系統。而嵌入式微處理器以其操作系統的良好支持、極強的事務管理能力和應用程序支持等特性，從幾種處理器中脫穎而出，成為了嵌入式系統開發者們的首選。最具代表性的便是以ARM為核心的各類微處理器，其在全球手機芯片的市場份額已超過90%，并且在其他行業也在進行不斷擴展。此外，還有MIPS、x86架構的處理器，也具有各自的特點。在處理器的外圍，開發者根據實際的應用需要，進行各個模塊的開發擴展，一般嵌入式系統需要的模塊主要有內部/外部存儲器（RAM，Flash等）、串口、各類傳感器、控制器等，有些還有圖形輸出（如LCD）控制器。再在處理器周圍加入時鐘系統、電源系統，就實現了嵌入式硬件平臺的搭建。

1.2嵌入式軟件

軟件部分主要分為兩層：系統層與應用層。系統層，是包含了板級支持包（BSP）、經裁剪后的操作系統內核與文件系統的一系列軟件的集合。板級支持包主要實現了硬件對操作系統支持，它與操作系統的驅動程序緊密相連，使操作系統能夠訪問硬件資源。而操作系統和文件系統則是提供給用戶操作環境和系統管理工具，以及提供應用程序一個運行的環境。使用較多的嵌入式操作系統有嵌入式Linux、WinCE、VxWorks、uC/OS-II等，其中嵌入式Linux系統較其他系統而言，具有硬件平臺支持廣泛、內核運行穩定、代碼開源、價格低廉的優勢。在系統層之上，開發者可根據操作系統提供的接口進行各類應用程序的開發。

2嵌入式系統的開發流程

嵌入式系統以應用為中心，在進行開發之前，首先需要做的是客戶需求分析，確定產品的功能、成本、指標參數。在此階段，開發者除了確認客戶明確提出的要求之外，還應對隱性需求進行分析，如在功能上是否需要優化或擴展，是否在將來需要更新換代等等。深度的隱性需求分析能夠為開發者在之后的研發過程中省去不少時間和精力。根據需求分析的結果，對處理器、功能模塊、操作系統和開發環境進行選型，制定出系統的結構圖和軟件流程圖，并根據資金、人力實際情況安排研發的進度。開發過程分為硬件和軟件兩個部分，相互并行執行，硬件設計主要包括硬件功能模塊設計、原理圖繪制、PCB制板、元器件焊接與調試等。軟件設計主要包括軟件功能設計、編碼和調試。嵌入式系統在應用上具有專一性，軟硬件協同設計是系統設計的關鍵。在針對具體應用系統的功能目標分析基礎上，分解整個系統的各項功能指標和技術要求，結合系統的實時響應要求、接口功能定義與標準、嵌入芯片的處理能力、編程語言、開發環境、產品的升級與維護問題、開發投入能力、產品綜合成本等多方面因素進行權衡考慮。

3嵌入式行業的前景

當整個IT行業前進的步伐邁入第三個十年的時候，物聯網、云計算儼然已成為信息產業的主旋律，而這些產業應用技術中最核心、最關鍵的部分正是嵌入式系統。隨著嵌入式技術的廣泛應用和高速發展，IT行業的發展也勢不可擋地進入了嵌入式時代。嵌入式產品正在以非常迅猛的速度滲透到各個行業、各個領域，并且進入了我們的生活。大到通訊基站、航天衛星、工業控制，小到手機、平板電腦、智能家居，智能化嵌入式產品已在其中占據著不可替代的重要地位。

3.1從事嵌入式開發的優點

隨著智能化電子行業的迅猛發展，嵌入式行業憑借其“應用領域廣、人才需求大、就業薪資高、行業前景好”等眾多優勢無疑已成為當前最熱門、最有發展前途的行業之一，與此同時，嵌入式研發工程師更是日益成為IT職場的緊缺人才。嵌入式不是一項純軟件或者純硬件方向的技術，而是軟件與硬件的結合，行業知識覆蓋面非常廣。從事嵌入式開發工作，一般是從嵌入式應用開發做起，隨著項目經驗的增加，可以選擇逐步向驅動程序、硬件設計發展，不斷學習新的知識。

3.2從事嵌入式開發的難點

嵌入式行業的入門起點較高，除了要求開發者精通C語言、對操作系統的編程接口有一定理解，在硬件方面還要求能看懂硬件原理圖，一般非專業IT人員很難切入這一領域。另一方面，目前嵌入式的發展迅速，技術更新快，對開發者能學習能力要求自然很高，需要開發者能夠迅速學習新的知識并將其用于實際項目中。

4結語

信息時代數字時代使得嵌入式產品獲得了巨大的發展機遇,也為嵌入式市場展現了美好的前景，同時也對嵌入式系統的開發者提出了新的挑戰。開發出的產品除了應具有獨特的創新功能外，開發者還應遵循一定的原則，只有這樣，才能使嵌入式系統產品的開發事半功倍。另外，嵌入式系統一般都具有不同于大型軟件系統的具體要求，如實時性、可靠性、能耗（如電池供電）要求等，因此在實現系統時還應根據開發者的經驗進行特別處理。

本文作者：賈崢工作單位：重慶理工大學電子信息與自動化學院