有这样一种讲法,如果以公元2000年作为科技史的一个分水岭,那么公元2000年之前可以称之为“PC”(Personal Computer)时代;而公元2000年之后则被称为“后PC”(Post-Personal Computer)时代。在PC时代,人类从最早的电子计算机、大型计算机等原始科技开始发展,直到今日人人耳熟能详的WinTel(Windows&Intel)世界CONTROL ENGINEERING China版权所有,世界范围内的各电子厂商莫不以微软(Microsoft)和英特尔(Intel)公司的系统标准为设计制造的平台,投入大量人力、财力资源,致力于对PC系统的升级改进。后PC时代www.cechina.cn,这一格局都将改变。
伴随着上世纪九十年代末计算机网络的成熟发展,到二十一世纪,人类进入了所谓的后PC时代。在这一阶段,人们开始考虑如何将客户终端设备变得更加智能化、数字化,从而使得改进后的客户终端设备轻巧便利、易于控制或具有某些特定的功能。为了实现人们在后PC时代对客户终端设备提出的新要求,嵌入式技术(Embedded Technology)提供
嵌入式系统(Embedded System),简单来讲,是一种用于控制、监测或协助特定机器和设备正常运转的计算机。它通常由3个部份组成:嵌入式处理器,相关的硬件支持设备,以及嵌入式软件系统。其中,嵌入式处理器是嵌入式系统中的核心部件。按照功能和用途划分,它可以进一步细分为以下几种类型:嵌入式微控制器(Embedded Microcontroller)、嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor)和嵌入式数字信号处理器(Embedded DigitalSignalProcessor)。
嵌入式系统这一概念实际上很久以前就已经存在了。早在上世纪六十年代,它就被用于对电话交换进行控制,当时被称为“存储式过程控制系统”(Stored Program Control System)。真正意义上的嵌入式系统是在上世纪七十年代出现的,发展至今已经有30多年的历史,它大致经历了以下4个发展阶段:第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器系统,同时具有检测、伺服、指示设备相配合的功能。这一类型的系统大部分用于专业性极强的工业控制系统中,一般没有操作系统支持控制工程网版权所有,通过汇编语言对系统进行直接控制。这一阶段系统主要的特点是:结构和功能相对单一、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单、价格便宜CONTROL ENGINEERING China版权所有,以往在工业领域中应用较为普遍。但是,它们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后PC时代新兴的信息家电等领域的要求。第二阶段是以嵌入式中央处理器(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、通用性较弱、系统开销小、操作系统只具有低度的兼容性和扩展性、应用软件较为专业、用户界面不够友好。这种嵌入式系统的主要任务是用来控制系统负载,以及监控应用程序的运行。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:嵌入式操作系统能够运行于各种不同类型的处理器之上、操作系统内核精小、效率高、模块化程度高、具有文件和目录管理、支持多任务处理、支持网络操作、具有图形窗口和用户界面等功能、具有大量的应用程序接口、开发程序简单、并且嵌入式应用软件丰富。然而,在通用性、兼容性和扩展性方面仍不理想。第四阶段是以基于网络操作为标志的嵌入式系统,这是一个正在迅速发展的阶段。随着网络在人们生活中的地位日益重要,越来越多的应用需要采用支持网络功能的嵌入式系统,所以在嵌入式系统中使用网络操作系统将成为今后的发展趋势。
嵌入式系统的技术前景
在嵌入式系统发展的初期,还没有出现操作系统的概念,大部份的功能是用汇编语言来实现的。由于这些汇编程序只能用于某一种特定的处理器,所以这种嵌入式系统的兼容性、通用性和可扩展性都很差。C语言的出现使得嵌入式操作系统的开发变得简单、便捷和可靠。所以CONTROL ENGINEERING China版权所有,自从上个世纪八十年代开始,出现了各种各样的商用嵌入式操作系统,逐步形成了百家争鸣的局面,较为流行有VxWorks、pSOS、Neculeus、WindowsCE等等。Linux这种开放式的网络操作系统的出现和成功将嵌入式系统的发展带入了一个新的阶段。将Linux作为嵌入式操作系统具有多种优势和广泛的应用前景,这一点已经得到了业内人士的普遍认同。具体来说,这些优势主要包括以下几