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嵌入式系統的發展史
2015-07-16 15:00:29 新聞來源:草莓視頻污app:深圳市澤創偉業科技有限公司
嵌入式系統最初的(de)(de)應(ying)用是基于(yu)單片機(ji)的(de)(de),大(da)多以可編(bian)程(cheng)控(kong)(kong)制器的(de)(de)形式出(chu)現,具有(you)監測(ce)、伺服、設(she)備(bei)指示(shi)等(deng)功能,通常(chang)應(ying)用于(yu)各類工業控(kong)(kong)制和飛(fei)機(ji)、導(dao)彈(dan)等(deng)武器裝(zhuang)備(bei)中,一(yi)(yi)般沒有(you)操作系統的(de)(de)支持,只(zhi)能通過匯編(bian)語言對系統進行直(zhi)接控(kong)(kong)制,運行結束后再清除內存。這些裝(zhuang)置雖然已經(jing)初步具備(bei)了嵌入式的(de)(de)應(ying)用特(te)點(dian),但(dan)僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)只(zhi)是使(shi)用8位的(de)(de)CPU芯片來執行一(yi)(yi)些單線程(cheng)的(de)(de)程(cheng)序,因此嚴格地(di)說還談不上"系統"的(de)(de)概念(nian)。
這一階段嵌入式系統(tong)的(de)(de)主要(yao)特點是:系統(tong)結構和功能相(xiang)對單一,處理(li)效(xiao)率較低,存儲(chu)容量較小,幾乎沒有用戶接口。由于這種嵌入式系統(tong)使用簡便、價格低廉,因而(er)曾經在工業控制(zhi)領(ling)域中得(de)到了非常廣泛的(de)(de)應用,但(dan)卻無法滿足現今對執行(xing)效(xiao)率、存儲(chu)容量都(dou)有較高要(yao)求(qiu)的(de)(de)信息家電等(deng)場(chang)合的(de)(de)需要(yao)。
簡(jian)單操作系統階段
20世紀80年代,隨著(zhu)微(wei)(wei)電子工藝水平(ping)的(de)(de)提(ti)高(gao),IC制(zhi)(zhi)造(zao)商開(kai)始把嵌(qian)(qian)入(ru)式應(ying)用中(zhong)所需要的(de)(de)微(wei)(wei)處(chu)理器、I/O接(jie)口、串行接(jie)口以(yi)及(ji)RAM、ROM等部件(jian)統(tong)統(tong)集成到一片VLSI中(zhong),制(zhi)(zhi)造(zao)出(chu)面向I/O設計的(de)(de)微(wei)(wei)控制(zhi)(zhi)器,并一舉成為嵌(qian)(qian)入(ru)式系統(tong)領域中(zhong)異軍突起的(de)(de)新秀。與此同(tong)時(shi),嵌(qian)(qian)入(ru)式系統(tong)的(de)(de)程(cheng)序員也(ye)開(kai)始基于一些簡單的(de)(de)"操作系統(tong)"開(kai)發嵌(qian)(qian)入(ru)式應(ying)用軟件(jian),大大縮短了(le)開(kai)發周期、提(ti)高(gao)了(le)開(kai)發效率。
這一階段嵌入(ru)(ru)式(shi)系統的(de)主要特點是:出現了(le)大量高可靠、低(di)功耗的(de)嵌入(ru)(ru)式(shi)CPU(如Power PC等(deng)),各種(zhong)簡單(dan)的(de)嵌入(ru)(ru)式(shi)操(cao)作(zuo)系統開(kai)始出現并得到迅速發(fa)展。此時的(de)嵌入(ru)(ru)式(shi)操(cao)作(zuo)系統雖然還比較簡單(dan),但已經初步具有(you)了(le)一定的(de)兼(jian)容性和擴展性,內核精巧且效率高,主要用(yong)來控制系統負(fu)載以及監控應用(yong)程序的(de)運行。
實時操作系統階段
20世紀90年代(dai),在分(fen)布控制、柔性制造、數字化通信(xin)(xin)(xin)和信(xin)(xin)(xin)息家電等(deng)巨大(da)需(xu)求的(de)牽引下(xia),嵌(qian)(qian)入(ru)式(shi)系(xi)(xi)統進一步飛速發展,而(er)面向(xiang)實時信(xin)(xin)(xin)號處理算(suan)法的(de)DSP產品則向(xiang)著高(gao)速度(du)(du)、高(gao)精度(du)(du)、低功耗的(de)方向(xiang)發展。隨著硬(ying)件實時性要求的(de)提(ti)高(gao),嵌(qian)(qian)入(ru)式(shi)系(xi)(xi)統的(de)軟件規模也不斷擴大(da),逐漸(jian)形成(cheng)了實時多任務操作系(xi)(xi)統(RTOS),并開始成(cheng)為嵌(qian)(qian)入(ru)式(shi)系(xi)(xi)統的(de)主流(liu)。
這一階段嵌入式系統的(de)主要特點是(shi):操作系統的(de)實(shi)時(shi)性得到了(le)很大(da)改(gai)善,已經能(neng)夠運(yun)行在各(ge)種(zhong)不同(tong)類型的(de)微處理器上,具有高度的(de)模塊化和擴展(zhan)性。此時(shi)的(de)嵌入式操作系統已經具備了(le)文件(jian)和目錄管(guan)理、設備管(guan)理、多(duo)任務、網絡、圖形用戶界面(GUI)等功能(neng),并提供(gong)了(le)大(da)量的(de)應用程序接口(API),從而使得應用軟件(jian)的(de)開發(fa)變(bian)得更加簡單。
面向Internet階段
21世紀(ji)無疑(yi)將是一(yi)(yi)個網(wang)絡(luo)的時代(dai),將嵌入式系統(tong)應用(yong)到各種網(wang)絡(luo)環境(jing)中去的呼(hu)聲自然也越(yue)來越(yue)高(gao)。目前大多數嵌入式系統(tong)還孤立于Internet之外,隨著Internet的進(jin)一(yi)(yi)步發展,以及Internet技術與信息(xi)家電、工(gong)業(ye)控制技術等的結合(he)日益緊密,嵌入式設(she)備(bei)與Internet的結合(he)才(cai)是嵌入式技術的真正未來。
信息時代(dai)和(he)數字時代(dai)的(de)到(dao)來,為嵌(qian)入(ru)(ru)式(shi)系(xi)統(tong)(tong)的(de)發(fa)展(zhan)帶來了巨大的(de)機遇,同時也對嵌(qian)入(ru)(ru)式(shi)系(xi)統(tong)(tong)廠商(shang)提(ti)出了新(xin)的(de)挑(tiao)戰。目前,嵌(qian)入(ru)(ru)式(shi)技(ji)術(shu)與Internet技(ji)術(shu)的(de)結(jie)合正在推動著(zhu)(zhu)嵌(qian)入(ru)(ru)式(shi)技(ji)術(shu)的(de)飛速(su)發(fa)展(zhan),嵌(qian)入(ru)(ru)式(shi)系(xi)統(tong)(tong)的(de)研(yan)究和(he)應用產生了如(ru)下(xia)新(xin)的(de)顯著(zhu)(zhu)變(bian)化:
新的微處理器層出不窮,嵌入式操作系統自身結構的設計更加便于移植,能夠在短時間內支持更多的微處理器。
嵌入式系統的開發成了一項系統工程,開發廠商不僅要提供嵌入式軟硬件系統本身,同時還要提供強大的硬件開發工具和軟件支持包。
通用計算機上使用的新技術、新觀念開始逐步移植到嵌入式系統中,如嵌入式數據庫、移動代理、實時CORBA等,嵌入式軟件平臺得到進一步完善。
各類嵌入式Linux操作系統迅速發展,由于具有源代碼開放、系統內核小、執行效率高、網絡結構完整等特點,很適合信息家電等嵌入式系統的需要,目前已經形成了能與Windows CE、Palm OS等嵌入式操作系統進行有力競爭的局面。
網絡化、信息化的要求隨著Internet技術的成熟和帶寬的提高而日益突出,以往功能單一的設備如電話、手機、冰箱、微波爐等功能不再單一,結構變得更加復雜,網絡互聯成為必然趨勢。
精簡系統(tong)內(nei)核,優化(hua)關(guan)鍵算法,降低功耗和軟硬件成(cheng)本。