什么是嵌入式系統(tǒng)?嵌入式系統(tǒng)有哪些常見應(yīng)用?
嵌入式硬件和嵌入式軟件構(gòu)成了一個(gè)完整的嵌入式系統(tǒng),可以說(shuō)嵌入式已是重要的應(yīng)用之一。為增進(jìn)大家對(duì)嵌入式的認(rèn)識(shí),本文將對(duì)嵌入式系統(tǒng)以及嵌入式系統(tǒng)常見的用途予以介紹。如果你對(duì)嵌入式具有興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、嵌入式系統(tǒng)
嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心,以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),能夠根據(jù)用戶需求(功能、可靠性、成本、體積、功耗、環(huán)境等)靈活裁剪軟硬件模塊的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
要點(diǎn)概括:
以應(yīng)用為中心:強(qiáng)調(diào)嵌入式系統(tǒng)的目標(biāo)是滿足用戶的特定需求。就絕大多數(shù)完整的嵌入式系統(tǒng)而言,用戶打開電源即可直接享用其功能,無(wú)需二次開發(fā)或僅需少量配置操作。
專用性:嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合大多對(duì)可靠性、實(shí)時(shí)性有較高要求,這就決定了服務(wù)于特定應(yīng)用的專用系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)的主流模式,它并不強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的通用性和可擴(kuò)展。這種專用性通常也導(dǎo)致嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)軟硬件緊密集成的最終系統(tǒng),因?yàn)檫@樣才能更有效地提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性并降低成本,并使之具有更好的用戶體驗(yàn)。
以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心:嵌入式系統(tǒng)的最基本支撐技術(shù),大致上包括集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)、傳感與檢測(cè)技術(shù)、嵌入式操作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)技術(shù)、資源受限系統(tǒng)的高可靠軟件開發(fā)技術(shù)、系統(tǒng)形式化規(guī)范與驗(yàn)證技術(shù)、通信技術(shù)、低功耗技術(shù)、特定應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)分析、信號(hào)處理和控制優(yōu)化技術(shù)等,它們圍繞計(jì)算機(jī)基本原理,集成進(jìn)特定的專用設(shè)備就形成了一個(gè)嵌入式系統(tǒng)。
軟硬件可裁剪:嵌入式系統(tǒng)針對(duì)的應(yīng)用場(chǎng)景如此之多,并帶來(lái)差異性極大的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求(功能性能、可靠性、成本、功耗),以至于現(xiàn)實(shí)上很難有一套方案滿足所有的系統(tǒng)要求,因此根據(jù)需求的不同,靈活裁剪軟硬件、組建符合要求的最終系統(tǒng)是嵌入式技術(shù)發(fā)展的必然技術(shù)路線。
二、嵌入式操作系統(tǒng)的常見用途
嵌入式操作系統(tǒng)有多種用途,包括:
自動(dòng)取款機(jī)。ATM 具有基本操作系統(tǒng),使機(jī)器能夠讀取用戶的借記卡和個(gè)人識(shí)別號(hào)輸入并執(zhí)行銀行賬戶功能,如取款或查詢余額。操作系統(tǒng)除了對(duì)用戶輸入做出反應(yīng)并與 ATM 硬件通信之外,其他什么都不做。
手機(jī)。手機(jī)需要Android或iOS等操作系統(tǒng)來(lái)啟動(dòng)手機(jī)并使應(yīng)用程序能夠與其他手機(jī)硬件進(jìn)行通信。
電動(dòng)汽車。微控制器托管處理制動(dòng)或壓力感應(yīng)等功能的嵌入式操作系統(tǒng)。例如,前保險(xiǎn)杠上的一定壓力可能會(huì)導(dǎo)致安全氣囊爆裂。這種類型的功能被稱為反應(yīng)操作,因?yàn)樗鼘?duì)輸入做出反應(yīng)。
工業(yè)控制系統(tǒng)。 傳感器在工業(yè)控制系統(tǒng)中用于測(cè)量工廠狀況并在它們變得危險(xiǎn)時(shí)發(fā)送警報(bào)。傳感器包含一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng),使它們能夠執(zhí)行這些任務(wù)。
紅綠燈。嵌入式操作系統(tǒng)使交通燈能夠以編程的時(shí)間間隔循環(huán)顯示不同的信號(hào)。
基本輸入輸出系統(tǒng)。在某些情況下,BIOS可以被視為嵌入式操作系統(tǒng),因?yàn)樗鞘古_(tái)式計(jì)算機(jī)更復(fù)雜的操作系統(tǒng)能夠與計(jì)算機(jī)硬件交互的固件。
嵌入式系統(tǒng)包含硬件組件,嵌入式操作系統(tǒng)將這些硬件組件組織起來(lái)為更大的設(shè)備執(zhí)行任務(wù)。
嵌入式操作系統(tǒng)的類型
嵌入式操作系統(tǒng)專為它們將執(zhí)行的任務(wù)而設(shè)計(jì)。各種類型的操作系統(tǒng)包括:
多任務(wù)操作系統(tǒng)。一個(gè)多任務(wù)操作系統(tǒng)可以同時(shí)執(zhí)行多項(xiàng)任務(wù)。它使用作業(yè)調(diào)度來(lái)執(zhí)行基本任務(wù)。例如,手機(jī)操作系統(tǒng)在多個(gè)任務(wù)之間分配CPU 資源。
實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是反應(yīng)性的。它在收到輸入時(shí)進(jìn)行處理,并在特定時(shí)間范圍內(nèi)做出響應(yīng)。如果響應(yīng)時(shí)間超出指定的時(shí)間段,系統(tǒng)可能會(huì)失敗。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)有時(shí)使用速率單調(diào)調(diào)度,它為任務(wù)分配優(yōu)先級(jí)。
單回路控制系統(tǒng)。這種類型的嵌入式操作系統(tǒng)對(duì)單個(gè)變量進(jìn)行控制。一個(gè)例子是智能家居中的溫度控制。智能恒溫器會(huì)測(cè)量房屋內(nèi)的溫度,如果超過(guò)用戶設(shè)置的限制,則會(huì)關(guān)閉暖氣。
以上就是小編這次想要和大家分享的有關(guān)嵌入式的內(nèi)容,希望大家對(duì)本次分享的內(nèi)容已經(jīng)具有一定的了解。如果您想要看不同類別的文章,可以在網(wǎng)頁(yè)頂部選擇相應(yīng)的頻道哦。