1.2 嵌入式系統的發展歷史

嵌入式系統的發展歷史與計算機及集成電路技術緊密聯系。早期的計算機系統在運算能力上能夠滿足應用領域的需求，但由于當時計算機系統體積龐大、成本高、功耗高、編程及控制復雜，難以直接應用于設備控制。在工業控制領域更多的是通過各種繼電器以及中小規模的模擬集成電路實現輔助控制。隨著微電子技術的發展，計算機系統越來越小，各種單芯片微處理器的出現使得基于微處理器的數字控制技術成為可能，早期的處理器包括Intel的MCS8051、Motorola的6800、68K系列處理器、Zilog的Z80等處理器，這些處理器被稱為單片機，它們與模數轉換器（ADC，Analog to Digital Convertor）及數模轉換器（DAC，Digital to Analog Convertor）結合實現設備的數字化控制，在工業控制系統中發揮了巨大的作用。早期應用于嵌入式系統的處理器由于集成電路邏輯規模有限，往往需要大量外圍電路完成計算功能，包括外圍的存儲器、地址譯碼電路等，通常在單個印刷電路板（PCB，Printed Circuit Board）上集成嵌入式應用所需的處理器和外圍電路，并被稱為“單板機”。現在隨著集成電路技術的發展，單個芯片能夠容納越來越多的電路模塊，以往由多個芯片構成的“單板機”已經可以通過單個芯片實現，這一類芯片通常被稱為“片上系統”（SoC，System on a Chip），圖1.2給出了英特爾EP80579 SoC處理器的框圖。

圖1.2 英特爾EP80579集成處理器的框圖

該框圖反映了典型的SoC架構，芯片系統包括了處理器內核、片內總線、外圍設備通信控制器和部分存儲器等。

隨著集成電路技術的發展和嵌入式系統應用領域的不斷拓展，可以看到未來嵌入式系統的發展趨勢，即：功耗越來越低、體積越來越小、功能越來越強，此外通信能力將被大大加強。與目前的分散獨立的嵌入式系統不同，未來的嵌入式系統將更加側重于網絡通信，利用集群運算和協同控制技術，將不同的嵌入式系統連成整體，大大拓展芯片的控制能力，服務于人類生活的各個方面。