- 嵌入式系統技術應用與開發
- 陸淵章 徐敏主編
- 1512字
- 2022-05-07 18:24:21
1.3.2 嵌入式系統的分類
嵌入式系統種類繁多,應用在各行各業里,對其分類有很多不同的方法。
1.按處理器位寬分類
按處理器位寬可將嵌入式系統分為4位、8位、16位、32位系統,一般情況下,位寬越大,性能越強。對于通用計算機處理器,因為要追求盡可能高的性能,在發展歷程中總是高位寬處理器取代或淘汰低位寬處理器。而嵌入式處理器不同,千差萬別的應用對處理器要求也大不相同,因此不同性能處理器都有各自的用武之地。
許多智能化產品尤其是高端的嵌入式產品,如無線通信、汽車電子等,不僅要求系統能實現簡單的智能,還要求其實現復雜的數據處理、數據通信等功能。這類產品的嵌入式系統一般采用高位寬的32位微處理器(例如STM32系列)作為硬件核心,軟件一般采用移植嵌入式實時操作系統,實現多線程的程序控制。
2.按有無操作系統分類
現代通用計算機中,操作系統是必不可少的系統軟件。在嵌入式系統中則有兩種情況:有操作系統的嵌入式系統和無操作系統(裸機)的嵌入式系統。
在有操作系統支持的情況下,嵌入式系統的任務管理、內存管理、設備管理、文件管理等都由操作系統完成,并且操作系統為應用程序提供豐富的編程接口,用戶在進行應用程序開發時可以把精力都放在具體的應用設計上,這與在PC上開發軟件相似。
在一些功能單一的嵌入式系統中,如基于8051單片機嵌入式系統,硬件平臺很簡單,系統不需要支持復雜的顯示、通信協議、文件系統、多任務的管理等,這種情況下可以不用安裝操作系統。
3.按系統實時性分類
根據實時性要求,可將嵌入式系統分為硬實時系統和軟實時系統兩類。
在硬實時系統中,系統要確保在最壞情況下的服務時間,即對事件響應時間的截止期限必須得到滿足。在此系統中,如果一個事件在規定期限內不能得到及時處理則會導致致命的系統錯誤。
在軟實時系統中,一個任務能夠得到確保的處理時間,到達系統的時間也能夠在截止期限前得到處理,但在截止期限條件沒得到滿足時,并不會帶來致命的系統錯誤。
4.按應用分類
嵌入式系統各行各業都有廣泛的應用,按照應用領域的不同可對嵌入式系統進行如下分類。
(1)消費類電子產品
消費類電子產品是嵌入式系統需求最大的應用領域,日常生活中的各種電子產品都有嵌入式系統的身影,從傳統的智能電視、冰箱、數字機頂盒、數字照相機,到可穿戴設備、智能家居、無人機等。
(2)過程控制類產品
過程控制類的應用有很多,如生產過程控制、數控機床、汽車電子、電梯控制等。在過程控制中引入嵌入式系統可顯著提高效率和精確性。
(3)信息、通信類產品
通信是信息社會的基礎,其中最重要的是各種有線網絡和無線網絡,在這個領域大量應用嵌入式系統,如路由器、交換機、調制解調器、多媒體網關、計費器等。
很多與通信相關的信息終端也大量采用嵌入式技術,如POS機、自動取款機(ATM)等。使用嵌入式技術的信息類產品還包括鍵盤、顯示器、打印機、掃描儀等計算機外部設備。
(4)智能儀器、儀表產品
嵌入式系統在智能儀器、儀表中大量應用,采用計算機技術不僅可以提高儀器、儀表的性能,還可以設計出傳統模擬設備所不具備的功能。如傳統的模擬示波器能顯示波形,通過刻度人為計算頻率、幅度等參數,而基于嵌入式計算機技術設計的數字示波器,除更穩定顯示波形外,還能自動測量頻率、幅度等。
(5)航空、航天設備與武器系統
航空、航天設備與武器系統一直是高精尖技術集中應用的領域,如飛機、宇宙飛船、衛星、軍艦、坦克、火箭、雷達、導彈、智能炮彈等,嵌入式系統是這些設備的關鍵組成部分。
(6)公共管理與安全產品
在公共管理與安全產品中,嵌入式系統常用于實現數字視頻的壓縮編碼、硬盤存儲、網絡傳輸等,在更智能的視頻監控系統中,嵌入式系統甚至能實現人臉識別、目標跟蹤、動作識別、可疑行為判斷等高級功能。