何立民論嵌入式系統(tǒng)系列之一：什么是嵌入式系統(tǒng)？

“何立民論嵌入式系統(tǒng)”是何立民教授對(duì)于過(guò)去三十年嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的總結(jié)和提煉，何老師以簡(jiǎn)練的語(yǔ)言、鮮明的觀點(diǎn)向讀者表達(dá)了他對(duì)嵌入式系統(tǒng)的思考。本系列共有七篇。

何立民論嵌入式系統(tǒng)之一：什么是嵌入式系統(tǒng)？
目前，許多嵌入式系統(tǒng)相關(guān)的教材中，都把嵌入式系統(tǒng)定義成：“以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。”這是一個(gè)關(guān)于嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)的描述語(yǔ)。其中，把嵌入式系統(tǒng)看做是專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)恐有不當(dāng)之處［1］。

什么叫嵌入式系統(tǒng)？而不是叫其它的名稱(chēng)，則需從嵌入式系統(tǒng)發(fā)展史［2］求解。上世紀(jì)70年代初微處理器誕生后，在微處理器基礎(chǔ)上先后誕生了單片機(jī)與通用計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)界力圖將通用計(jì)算機(jī)用于對(duì)象的智能化控制，便有通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的分類(lèi)。嵌入式系統(tǒng)一詞來(lái)源于嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

由于通用計(jì)算機(jī)無(wú)法承擔(dān)起對(duì)象系統(tǒng)的智能化控制任務(wù)，單片機(jī)成為了嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展道路，迅速進(jìn)入電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。因此，這時(shí)嵌入式系統(tǒng)可理解成：以嵌入式微處理器為基礎(chǔ)，嵌入到對(duì)象體系中的智能化電子系統(tǒng)。

嵌入式系統(tǒng)定義中涵蓋了嵌入式系統(tǒng)的三個(gè)特點(diǎn)基本，即智能性、嵌入性與對(duì)象性。智能性表明所有嵌入式系統(tǒng)都有微處理器智力內(nèi)核；嵌入性表明嵌入式系統(tǒng)沒(méi)有獨(dú)立存在價(jià)值；對(duì)象性表明嵌入式系統(tǒng)有一個(gè)鮮明的應(yīng)用對(duì)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)象應(yīng)用時(shí)，必須具有對(duì)象學(xué)科的知識(shí)基礎(chǔ)。完善的嵌入式系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)如圖所示。它有三個(gè)軟硬件層與四個(gè)通道接口的架構(gòu)。

三個(gè)硬件層是，嵌入式微處理器（EMP）、微控制器（MCU）與片上系統(tǒng)（SoC）；三個(gè)軟件層，是指令系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)軟件與系統(tǒng)應(yīng)用軟件（含操作系統(tǒng)）；四個(gè)通道接口是，傳感器的前向通道接口、控制對(duì)象伺服驅(qū)動(dòng)的后向通道接口、人機(jī)交互的交互通道接口和與外部通信的信息通道接口。
早期，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用主要用于傳統(tǒng)工具的智能化改造，突出了嵌入式應(yīng)用特點(diǎn)。后來(lái)出現(xiàn)了許多獨(dú)立的智能化產(chǎn)品，如手機(jī)、PDA、電子辭典、電子書(shū)等。在這些嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品中，沒(méi)有明顯的物理嵌入對(duì)象，這時(shí)，可以將嵌入式系統(tǒng)的嵌入性理解成“內(nèi)部有微處理嵌入”。
參考資料
［1］何立民，.嵌入式系統(tǒng)不是專(zhuān)用計(jì)算機(jī) www.mesnet.com.cn
［2］何立民， 從歷史源頭了解嵌入式系統(tǒng) www.mesnet.com.cn