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嵌入式系統開發技術工程師考試復習要點：嵌入式系統的定義
導語：計算機四級指的是全國計算機等級考試的最高級別，科目種類有：四級操作系統原理、四級計算機組成與接口、四級數據庫原理、四級軟件工程、四級計算機網絡。考試從科目中任意選取兩個科目進行考試，同時通過成績方為合格。下面我們來看看嵌入式系統開發技術工程師考試復習要點：嵌入式系統的定義
隨著現代化技術的飛速發展，嵌入式系統已深入到社會的各個領域，嵌入式系統的產品已應用到人們的日常生活的各個角落，嵌入式系統技術已成為目前人們研究的熱門之一。嵌入式系統的出現最初是基于單片機的。70年代單片機的出現，使得汽車、家電、工業機器、通信裝置以及成千上萬種產品可以通過內嵌電子裝置來獲得更佳的使用性能：更容易使用、更快、更便宜。這些裝置已經初步具備了嵌入式的應用特點，但是這時的應用只是使用8位的芯片，執行一些單線程的程序，還談不上“系統”的概念。在中國嵌入式系統領域，比較認同的嵌入式系統概念是：嵌入式系統是以應用為中心，以計算機技術為基礎，并且軟硬件可裁剪，適用于應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統以及用戶的應用程序等四個部分組成，用于實現對其他設備的控制、監視或管理等功能。
1 什么是嵌入式系統
嵌入式系統是“控制、監視或者輔助裝置、機器和設備運行的裝置”(devices used to control,monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。從中可以看出嵌入式系統是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機械等附屬裝置。目前國內一個普遍被認同的定義是：以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。嵌入式系統是以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟硬件可裁剪，適用于應用系統，對功能、對可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。
那么嵌入式系統真正的含義是什么?現在國內流行的說法是：“嵌入式系統是以應用為中心，以計算機技術為基礎，并且軟硬件可裁剪，適用于應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。”[13]對于這個定義，我有兩點疑義：其一，說嵌入式系統“以計算機技術為基礎”，我認為不全面，它忽略了微電子等技術作為嵌入式系統基礎的重要作用;其二，把嵌入式系統定義為“專用計算機系統”。
2 嵌入式系統不是“專用計算機系統”
“專用計算機系統”這個名詞應該和“通用計算機系統”這個名詞相對應。從字義上看，不管是“專用”或者是“通用”，它們都沒有脫離計算機系統這個范疇，應該說它們都歸屬計算機系統。既然是計算機系統，那它們的發展起源應該是計算機。它們的體系結構、功能特點，知識體系、技術要求應該有相同之處。但是，事實上嵌入式系統和計算機系統雖有聯系，可在以上提及的幾點上并沒有多少相同之處，又何談它是“專用計算機系統”。
2.1 發展并行獨立
嵌入式系統獨立發展至今約30年了。它與計算機系統是兩個獨立的發展系統，從它們的起源看，二者都源于半導體集成電路，誕生于微型計算機時代，二者發展并行獨立。如圖1所示。
嵌入式系統起源于半導體集成電路，該半導體集成電路分為晶體管和集成電路。20世紀70年代，集成電路產生了微處理器，微處理器是智能內核，它有兩個功能，其一是運算處理功能，即高速海量的解算能力，它促使了計算機獨立的飛速發展至今;其二是控制功能，嵌入式系統屬控制功能，控制功能產生了微控制器，俗稱單片機，它促使了嵌入式系統的獨立發展至今。
20世紀70年代，微處理器的控制功能引起了控制專業人士研究興趣，他們將微機嵌入到對象體系內，經過電氣、機械加固，并配置各種外圍接口，從而實現了對對象體系的智能化控制。這樣此微機便失去了原來的形態和微型計算機功能，嵌入式計算機系統(簡稱嵌入式系統)由此而得名。由于嵌入式系統要求嵌入到對象器件內，體積要特小，功能要可靠，成本還要低，而計算機無法承擔起對對象系統的智能化控制任務。
微控制器也就是傳統意義上的單片機。它的特點是體積小、結構簡單、便于開發以及價格經濟。它可以說是目前嵌入式系統的前身。單片機就是把對象所需要的主要功能集成到了一個芯片上，通常一個單片機芯片包含了運算處理單元、ARM、Flash存儲器以及一些外部接口等。通過外部接口可以輸出或者輸入信號，控制相應的設備，用戶可以把編寫好的代碼燒寫到單片機芯片內部來控制外部設備。單片機常被用在智能儀器、工業測量、辦公自動化方面。
我們由嵌入式系統發展起源的歷史看，嵌入式系統起源于半導體集成電路，它不是起源于計算機，所以它不是“專用計算機系統”，它是專用的智能化的控制系統。
2.2 技術發展方向不同
嵌入式系統顧名思義，嵌入式系統是將先進的計算機技術、半導體技術和電子技術和各個行業的具體應用相結合后的產物，這一點就決定了它必然是一個技術密集、資金密集、高度分散、不斷創新的知識集成系統。所以，介入嵌入式系統行業，必須有一個正確的定位。例如Palm之所以在PDA領域占有70%以上的市場，就是因為其立足于個人電子消費品，著重發展圖形界面和多任務管理;而風河的Vxworks之所以在火星車上得以應用，則是因為其高實時性和高可靠性。
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