1.1 嵌入式系統(tǒng)簡(jiǎn)介

嵌入式系統(tǒng)通常定義為以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟/硬件可裁剪，對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)主要由微處理器（microprocessor）、外圍設(shè)備（簡(jiǎn)稱(chēng)外設(shè)）、嵌入式操作系統(tǒng)及用戶(hù)應(yīng)用程序等部分組成。嵌入式系統(tǒng)因其通常被嵌入主要設(shè)備之中而得名。

簡(jiǎn)而言之，嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)面向應(yīng)用、高度裁剪的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它主要有4個(gè)特點(diǎn)。

（1）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)——嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)。嵌入式系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，主要有硬件和軟件。硬件包括微處理器、存儲(chǔ)器和外設(shè)等，軟件是計(jì)算機(jī)的運(yùn)行程序。嵌入式系統(tǒng)具有接收和存儲(chǔ)信息、按程序計(jì)算并輸出處理結(jié)果等功能。

（2）專(zhuān)用——相對(duì)于通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的“通用”。個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer，PC）具有通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，智能手機(jī)也具有通用“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”。這是因?yàn)橥ㄓ糜?jì)算機(jī)系統(tǒng)擁有標(biāo)準(zhǔn)的硬件定義和操作系統(tǒng)，上層軟件可以在統(tǒng)一的平臺(tái)（硬件和系統(tǒng)軟件統(tǒng)一）上進(jìn)行開(kāi)發(fā)。實(shí)際上通用和專(zhuān)用的判斷標(biāo)準(zhǔn)很簡(jiǎn)單，如果一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件可以自由地直接在同類(lèi)計(jì)算機(jī)的硬件上運(yùn)行，那么這個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)很可能就是一個(gè)通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。例如，應(yīng)用程序可以在不同的智能手機(jī)上運(yùn)行，使用的是相同的操作系統(tǒng)（Android或iOS等）。專(zhuān)用是嵌入式系統(tǒng)非常重要的特點(diǎn)。

（3）面向應(yīng)用——嵌入式系統(tǒng)的根本立足點(diǎn)。專(zhuān)用并不意味著面向應(yīng)用，還可以面向“科研”、面向“軍用”、面向“宣傳”等。嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)是工程應(yīng)用問(wèn)題，而科研類(lèi)的開(kāi)發(fā)是學(xué)術(shù)問(wèn)題，前者是用成熟的技術(shù)去實(shí)現(xiàn)明確的已知目標(biāo)，后者是用已知的技術(shù)去探索未知的領(lǐng)域或者驗(yàn)證可能的結(jié)果。

（4）高度裁剪——嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。嵌入式系統(tǒng)的目標(biāo)非常明確，即實(shí)現(xiàn)某個(gè)具體的應(yīng)用。相對(duì)能夠適用于大部分應(yīng)用、目標(biāo)不明確的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)如何才能體現(xiàn)出“針對(duì)某個(gè)具體的應(yīng)用”而突顯出來(lái)的“專(zhuān)用”呢？那就是裁剪。對(duì)能實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)應(yīng)用的通用計(jì)算機(jī)原型系統(tǒng)進(jìn)行裁剪，去掉不必要的部分，使之成為某個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

那么哪些部分可以被裁剪？如何裁剪呢？這實(shí)際上是有明確標(biāo)準(zhǔn)的，即面向應(yīng)用的具體需求進(jìn)行裁剪。具體來(lái)說(shuō)，雖然功能、成本、可靠性、功耗、體積、性能、安全性等都是各類(lèi)嵌入式系統(tǒng)所需考慮的，但當(dāng)成本（時(shí)間、金錢(qián)、人力資源等）有限的時(shí)候，就只能根據(jù)應(yīng)用的需求來(lái)分配資源，盡量使系統(tǒng)具有更好的性?xún)r(jià)比。

知識(shí)拓展

嵌入式系統(tǒng)還有如下其他的定義。

（1）《英漢雙解嵌入式系統(tǒng)詞典》：嵌入式系統(tǒng)是一種計(jì)算機(jī)硬件和軟件的組合，也許還有機(jī)械裝置，用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定功能。在某些特定情況下，嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)大系統(tǒng)或產(chǎn)品的一部分。

（2）中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 22033—2017《信息技術(shù) 嵌入式系統(tǒng)術(shù)語(yǔ)》：嵌入式系統(tǒng)是置入應(yīng)用對(duì)象內(nèi)部，起信息處理和控制作用的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

（3）電氣電子工程師學(xué)會(huì)（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）：Device used to control，monitor, or assist the operation of equipment（用于控制、監(jiān)控或協(xié)助設(shè)備運(yùn)行的裝置）。

（4）維基百科：嵌入式系統(tǒng)是一種用計(jì)算機(jī)控制的具有特定功能的較小的機(jī)械或電氣系統(tǒng)，且經(jīng)常有實(shí)時(shí)性的限制，在被嵌入整個(gè)系統(tǒng)中時(shí)一般會(huì)包含硬件和機(jī)械部件。