嵌入式設(shè)計(jì)，硬件和軟件哪個(gè)重要？

　　我國(guó)擁有世界上最大的消費(fèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)。隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高和消費(fèi)結(jié)構(gòu)的改變，人們對(duì)消費(fèi)電子產(chǎn)品的要求越來(lái)越高，如產(chǎn)品的靈活性、可控性、耐用性、高性?xún)r(jià)比等，這些都可以通過(guò)合理、有效的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，在現(xiàn)代化的醫(yī)療、測(cè)控儀器和機(jī)電產(chǎn)品中對(duì)系統(tǒng)的可靠性、實(shí)時(shí)性要求較高，更需要有專(zhuān)用的嵌入式系統(tǒng)的支持，這些需求都極大地刺激了嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展將會(huì)更加完善信息產(chǎn)業(yè)的框架，成為信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的加速器。隨著嵌入式系統(tǒng)復(fù)雜度的提高，軟硬件的協(xié)同是嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵。

　　物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了傳感器的連接，其本身也具有智能處理的能力，能夠?qū)ξ矬w實(shí)施智能控制，這就是我們嵌入式系統(tǒng)所能做到的。誠(chéng)然，物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結(jié)合，利用云計(jì)算、模式識(shí)別等各種智能技術(shù)，擴(kuò)充其應(yīng)用領(lǐng)域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數(shù)據(jù)，以適應(yīng)不同用戶(hù)的不同需求，發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式。

　　嵌入式系統(tǒng)的定義

　　嵌入式系統(tǒng)是一種“完全嵌入受控器件內(nèi)部，為特定應(yīng)用而設(shè)計(jì)的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”，嵌入式系統(tǒng)為控制、監(jiān)視或輔助設(shè)備、機(jī)器或用于工廠運(yùn)作的設(shè)備。與個(gè)人計(jì)算機(jī)這樣的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不同，嵌入式系統(tǒng)通常執(zhí)行的是帶有特定要求的預(yù)先定義的任務(wù)。

　　從產(chǎn)品的應(yīng)用角度來(lái)說(shuō)，嵌入式系統(tǒng)是控制、監(jiān)視或者輔助設(shè)備機(jī)器和車(chē)間運(yùn)行的裝置。而眾多不同專(zhuān)業(yè)的人士從各自不同的角度思考和定位嵌入式系統(tǒng)，所以目前對(duì)嵌入式系統(tǒng)的定義非常多。嵌入式系統(tǒng)按照目前業(yè)界和學(xué)術(shù)界對(duì)嵌入式系統(tǒng)的普遍看法，是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，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)。

　　大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。它包括兩部分：

　　1、以通用處理器為中心的協(xié)議處理模塊，用于網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議的處理;

　　2、以數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)為中心的信號(hào)處理模塊，用于調(diào)制、解調(diào)和數(shù)/模信號(hào)轉(zhuǎn)換。

　　嵌入式系統(tǒng)的核心部件是各種類(lèi)型的嵌入式處理器，目前據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前全世界嵌入式處理器的品種總量已經(jīng)超過(guò)1000多種，流行體系結(jié)構(gòu)有30幾個(gè)系列。由于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的差異性極大，因此選擇是多樣化的。

　　嵌入式處理器的功耗、體積、成本、可靠性、速度、處理能力、電磁兼容性等均受到應(yīng)用要求的制約。在選擇處理器時(shí)要考慮的主要因素在于調(diào)查上市的CPU供應(yīng)商、處理器的處理速度、技術(shù)指標(biāo)、處理器的低工耗、處理器的軟件支持工具、處理器是否內(nèi)置調(diào)試工具、處理器供應(yīng)商是否提供評(píng)估板等。

　　嵌入式軟件系統(tǒng)

　　盡管嵌入式系統(tǒng)有著無(wú)比廣闊的市場(chǎng)需求和發(fā)展前景，但嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展多年來(lái)卻經(jīng)歷了一個(gè)曲折和痛苦的歷程。隨著微處理器的產(chǎn)生，價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)小巧的CPU和外設(shè)連接提供了穩(wěn)定可靠的硬件架構(gòu)，那么限制嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸就突出表現(xiàn)在了軟件方面。

　　從運(yùn)行平臺(tái)來(lái)分，嵌入式軟件可以分為：

　　1、運(yùn)行在開(kāi)發(fā)平臺(tái)上的軟件：設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、測(cè)試工具等

　　2、運(yùn)行在嵌入式系統(tǒng)上的軟件：嵌入式操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序、驅(qū)動(dòng)程序及部分開(kāi)發(fā)工具可用于嵌入式系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)的操作系統(tǒng)很多，但選擇一個(gè)適合的操作系統(tǒng)，關(guān)鍵是從操作系統(tǒng)提供那些開(kāi)發(fā)工具、操作系統(tǒng)向硬件接口移植的難度、操作系統(tǒng)的內(nèi)存要求、開(kāi)發(fā)人員是否熟悉此操作系統(tǒng)及其提供的API、操作系統(tǒng)是否有提供硬件的驅(qū)動(dòng)程序、操作系統(tǒng)是否具有可剪裁、操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性等方面進(jìn)行考慮。

　　嵌入式應(yīng)用軟件是實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)功能的關(guān)鍵，為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入式軟件一般都固化在存儲(chǔ)器芯片或單片機(jī)本身中，而不是存儲(chǔ)于磁盤(pán)等載體中，軟件代碼要求高質(zhì)量、高可靠性和高實(shí)時(shí)性。