1.3 嵌入式系統(tǒng)的特征

對于嵌入式系統(tǒng)的特征，在上一節(jié)已經粗略地介紹，這里根據它的各個組成模塊進行具體的討論。由于嵌入式系統(tǒng)千差萬別，這里描述的技術特征是不同的嵌入式系統(tǒng)中比較相似的一些特性。

嵌入式系統(tǒng)的硬件構成一般包括：嵌入式處理器、存儲器、人機接口，以及針對特定應用的專用接口硬件。雖然在硬件組成上與傳統(tǒng)PC類似，但每個組件的具體特性有明顯的差異。表1.2例舉了硬件方面的差異。

表1.2 嵌入式系統(tǒng)硬件模塊與PC的差異

雖然從運算能力上來看，多數(shù)嵌入式系統(tǒng)不及普通PC，但由于它們運行環(huán)境的特殊性，在結構上、性能指標要求上（比如可靠性和實時性等指標）可能會遠高于PC。這些特殊性也對嵌入式系統(tǒng)的設計制造帶來了挑戰(zhàn)，常規(guī)的標準化模塊化的設計方法在PC設計中得到普及，但對于嵌入式系統(tǒng)，很多設計需要針對應用逐一定制，缺乏一致的通用設計模式和軟硬件架構。

在軟件上，嵌入式系統(tǒng)和PC的具體差異如下：在操作系統(tǒng)上，PC使用Windows、Desktop Linux等系統(tǒng)，操作系統(tǒng)界面相對統(tǒng)一，系統(tǒng)軟件可用的資源豐富（內存資源、CPU運算能力資源），并且操作系統(tǒng)提供給上層應用軟件的運行環(huán)境遵循統(tǒng)一的標準（POSIX）。而嵌入式系統(tǒng)中由于內存容量和CPU運算速度的限制，對操作系統(tǒng)的規(guī)模有一定的限制，要求操作系統(tǒng)能夠在特定的小內存和低速度下實現(xiàn)，并且很多情況下嵌入式系統(tǒng)不使用任何操作系統(tǒng)。對于嵌入式操作系統(tǒng)也因為應用環(huán)境要求的多樣性，沒有標準的實現(xiàn)，目前嵌入式系統(tǒng)軟件市場上針對不同的特性要求有對應的操作系統(tǒng)。另外在操作系統(tǒng)的軟件功能上，除了支持常規(guī)的設備管理、分配和多任務管理之外，嵌入式操作系統(tǒng)在可靠性和實時性上的要求通常高于PC操作系統(tǒng)，這些特點給嵌入式操作系統(tǒng)的設計帶來了巨大的挑戰(zhàn)。在應用程序方面，嵌入式系統(tǒng)軟件通常針對設備控制和檢測，而不會提供復雜的用戶界面和視覺效果，因此很少需要PC環(huán)境下復雜的界面操作。在軟件可靠性方面，嵌入式系統(tǒng)的要求通常高于PC軟件。比如，交換機上運行的嵌入式應用程序通常需要連續(xù)數(shù)年不關機持續(xù)運行，不允許任何內存泄漏、死機、系統(tǒng)崩潰等軟件故障的存在。相比之下，PC應用軟件的崩潰就顯得很頻繁。

嵌入式系統(tǒng)是軟硬件的結合體，針對應用環(huán)境定制，本書將根據從嵌入式系統(tǒng)的基本硬件構成和軟件架構兩方面進行介紹。由于嵌入式系統(tǒng)包括了各種不同的設計，書本的內容僅僅包括了其中相對共性的內容，雖然這僅僅是眾多嵌入式系統(tǒng)的一小部分，但希望通過本書的介紹能夠幫助讀者學會分析理解應用于各行各業(yè)的嵌入式系統(tǒng)，并能夠從事嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)設計。