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【摘要】文章论述了嵌入式系统的特点、分类及主流嵌入式操作系统的特点和应用范围，对嵌入式系统的发展现状及发展趋势做了综合的阐述。
【关键词】嵌入式系统、嵌入式系统发展趋势、嵌入式系统特点
【中图分类号】TP368.1 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0079-01
一、引言
嵌入式系统（Es）是计算机技术、通信技术、半导体技术、微电子技术、语音图象数据传输技术，甚至传感器等先进技术和具体应用对象相结合后的更新换代产品。嵌入式系统不仅和一般的PC机上的应用系统不同，就是针对不问的具体应用而设计的嵌入式系统之间差别也很大。嵌入式系统一般功能单一、简单，且在兼容性方面要求不高，但是在大小，成本方面限制较多。
二、嵌入式系统的分类
嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物，这一点就决定了它必然足一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。目前根据其发展现状，嵌入式计算机可以分成下面几类：
1.单个微处理器
这类系统可以在小型设备中（如温度传感器、烟雾和气体探测器及断路器）找到。这类设备是供应商根据设备的用途来设计的，这类设备受Y2K影响的可能性不大。
2.不带计时功能的微处理器装置
这类系统可在过程控制、信号放大器、位置传感器及阀门传动器等中找到。这类设备也不太可能受到Y2K的影响。但是，如果它依籁于一个内部操作时钟，那么这个时钟可能受Y2K问题的影响。
3.带计时功能的组件
这类系统可见于开关装置、控制器、电话交换机、电梯、数据采集系统、医药监视系统、诊断及实时控制系统等。它们是一个大系统的局部组件，由它们的传感器收集数据并传递给该系统。这种组体可同PC机一起操作，并可包括某种数据库（如事件数据库）。
4.在制造或过程控制中使用的计算机系统
对于这类系统，计算机与仪器、机械及设备相连来控制这些装置的工作。这类系统包括自动仓储系统和自动发货系统。在这些系统中，计算机用于总体控制和监视，而不是对单个设备直接控制。过程控制系统可与业务系统连接（如根据销售额和库存量来决定定单或产品量）。
三、嵌入式系统的特点
嵌入式计算机系统同通用型计算机系统相比具有以下特点：
1.嵌入式系统通常足面向特定应用的嵌入式CPU与通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中，它通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，移动能力大大增强，跟网络的耦合也越来越紧密。
2.嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。
3.嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁农、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能，这样才能在具体应用中对处理器的选择更具有竞争力。
4.嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行，因此嵌入式系统产品一旦进入市场，具有较长的生命周期。
四、主流嵌入式操作系统的基本概况及应用范围
1.VxWorks
VxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统（RTOS），是嵌入式开发环境的关键组成部分。良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌入式实时操作系统领域占据一席之地。它以其良好的可靠性和卓越的实时陛被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时l生要求极高的领域中，如卫星通讯、军事演习、弹道制导、飞机导航等。
2.Windows CE
WindowsCE是微软公司嵌入式、移动计算平台的基础，它是一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上型电脑类的电子设备操作系统，它是精简的Windows 95，Windows CE的图形用户界面相当出色。与Windows 95/98、Windows NT不同的是，Windows CE是所有源代码全部由微软自行开发的嵌入式新型操作系统，其操作界面虽来源于Windows 95/98，但Windows CE是基于WIN32 API重新开发、新型的信息设备的平台，绝大多数的应用软件只需简单的修改和移植就可以在Windows CE平台上继续使用。
3.嵌入式Linux
这是嵌入式操作系统的一个新成员，其最大的特点是源代码公开并且遵循GPL协议，在近几年来成为研究热点，据IDG预测嵌入式Linux将占未来几年的嵌入式操作系统份额的50%。
由于其源代码公开且免费，人们可以任意修改，以满足自己的应用，并且查错也很容易。嵌入式Linux稍加修改后应用于用户自己的系统，有大量的免费的优秀的开发工具，且都遵从GPL，是开放源代码的。有庞大的开发人员群体，无需专门的人才，只要懂Unix/Linux和c语言即可。嵌入式Linux和普通Linux并无本质区别，PC上用到的硬件嵌入式Linux几乎都支持。而且各种硬件的驱动程序源代码都可以得到，为用户编写自己专有硬件的驱动程序带来很大方便。
4.μC/OS—Ⅱ
μC/OS—Ⅱ是一个免费的、源代码公开的实时嵌入式内核，μC/OS—Ⅱ实际上是一个实时操作系统内核，只包含了任务调度、任务管理、时间管理、内存管理和任务间的通信与同步等基本功能，没有提供输入/输出管理、文件系统及网络之类的额外服务。但是由于C/OS-Ⅱ的可移植性和开源性，用户可自己添加所需的各种服务。 5.Symbian
Symbian OS是代表全球智能手机行业标准的操作系统，目前已经被很多世界领先的手机制造商所采用，包括摩托罗拉、诺基亚、三星、西门子、和索尼爱立信等公司。
6.Enea OSE Systems
OSE是具有性能高、代码小和可确定性实时操作系统（RTOS）。OSE专门针对移动计算应用进行了优化，支持从基于DSP的基带处理到RISC的应用处理，覆盖了所有成本低、功能丰富的3G手机设计的各个方面。Enea OSE Systems公司的客户广泛分布在电讯、数字通讯、程序控制、汽车工业、国防、生物医学技术和消费类电子业。OSE是一个在市场上迅速成长的操作系统，每年增长率高达100%，现在OSE已经成为世界范围内电讯系统领域最广泛地被接受的实时解决方案。
7.道系统（DeltaSystem）
中国完全自主研发的最成熟的嵌入式强实时多任务操作系统该操作系统已应用于飞机导航、核动力控制、雷达终端录取平台等军用与民用领域。该操作系统已应用于飞机导航、核动力控制、雷达终端录取平台等军用与民用领域。
8.Hopen操作系统
Hopen操作系统为凯思集团自主研制开发的嵌入式操作系统，是中国第一个实现手机自主软件产业化的操作系统。它由一个体积很小的内核及一些可以根据需要进行定制的系统模块组成。其核心HopenKernel一般为10KB左右大小，具有实时、多任务、多线程的系统特征。该系统可广泛应用于：移动计算平台（PDA）、家庭信息环境（机顶盒，数字电视）、通讯计算平台（多媒体手机）等领域。
结束语
目前，绝大部分嵌入式系统的硬件平台还掌握在外国公司的手中，国产的嵌入式操作系统在技术含量、兼容性、市场运作模式等方面都落后于国外的先进技术，我们应该在跟踪国外嵌入式操作系统的最新技术的同时，坚持自主产权，探索出一条自己的发展道路。21世纪，以信息家电为代表的嵌入式系统，其应用广泛、领域特色突出，发展空间巨大，嵌入式系统将在我国将有美好的发展前景。
参考文献：
[1]卞正才.嵌入式系统原理、设计与应用.北京：清华大学出版社，2012-7
[2]吴国伟.嵌入式操作系统原理与应用.北京：清华大学出版社，2011-11
[3]孙红波.ARM与嵌入式技术.北京：电子工业出版社，2007.
[4]周根林.嵌入式系统原理与应用.南京：南京大学出版社，2006
【关键词】嵌入式系统、嵌入式系统发展趋势、嵌入式系统特点
【中图分类号】TP368.1 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0079-01
一、引言
嵌入式系统（Es）是计算机技术、通信技术、半导体技术、微电子技术、语音图象数据传输技术，甚至传感器等先进技术和具体应用对象相结合后的更新换代产品。嵌入式系统不仅和一般的PC机上的应用系统不同，就是针对不问的具体应用而设计的嵌入式系统之间差别也很大。嵌入式系统一般功能单一、简单，且在兼容性方面要求不高，但是在大小，成本方面限制较多。
二、嵌入式系统的分类
嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物，这一点就决定了它必然足一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。目前根据其发展现状，嵌入式计算机可以分成下面几类：
1.单个微处理器
这类系统可以在小型设备中（如温度传感器、烟雾和气体探测器及断路器）找到。这类设备是供应商根据设备的用途来设计的，这类设备受Y2K影响的可能性不大。
2.不带计时功能的微处理器装置
这类系统可在过程控制、信号放大器、位置传感器及阀门传动器等中找到。这类设备也不太可能受到Y2K的影响。但是，如果它依籁于一个内部操作时钟，那么这个时钟可能受Y2K问题的影响。
3.带计时功能的组件
这类系统可见于开关装置、控制器、电话交换机、电梯、数据采集系统、医药监视系统、诊断及实时控制系统等。它们是一个大系统的局部组件，由它们的传感器收集数据并传递给该系统。这种组体可同PC机一起操作，并可包括某种数据库（如事件数据库）。
4.在制造或过程控制中使用的计算机系统
对于这类系统，计算机与仪器、机械及设备相连来控制这些装置的工作。这类系统包括自动仓储系统和自动发货系统。在这些系统中，计算机用于总体控制和监视，而不是对单个设备直接控制。过程控制系统可与业务系统连接（如根据销售额和库存量来决定定单或产品量）。
三、嵌入式系统的特点
嵌入式计算机系统同通用型计算机系统相比具有以下特点：
1.嵌入式系统通常足面向特定应用的嵌入式CPU与通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中，它通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，移动能力大大增强，跟网络的耦合也越来越紧密。
2.嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。
3.嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁农、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能，这样才能在具体应用中对处理器的选择更具有竞争力。
4.嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行，因此嵌入式系统产品一旦进入市场，具有较长的生命周期。
四、主流嵌入式操作系统的基本概况及应用范围
1.VxWorks
VxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统（RTOS），是嵌入式开发环境的关键组成部分。良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌入式实时操作系统领域占据一席之地。它以其良好的可靠性和卓越的实时陛被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时l生要求极高的领域中，如卫星通讯、军事演习、弹道制导、飞机导航等。
2.Windows CE
WindowsCE是微软公司嵌入式、移动计算平台的基础，它是一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上型电脑类的电子设备操作系统，它是精简的Windows 95，Windows CE的图形用户界面相当出色。与Windows 95/98、Windows NT不同的是，Windows CE是所有源代码全部由微软自行开发的嵌入式新型操作系统，其操作界面虽来源于Windows 95/98，但Windows CE是基于WIN32 API重新开发、新型的信息设备的平台，绝大多数的应用软件只需简单的修改和移植就可以在Windows CE平台上继续使用。
3.嵌入式Linux
这是嵌入式操作系统的一个新成员，其最大的特点是源代码公开并且遵循GPL协议，在近几年来成为研究热点，据IDG预测嵌入式Linux将占未来几年的嵌入式操作系统份额的50%。
由于其源代码公开且免费，人们可以任意修改，以满足自己的应用，并且查错也很容易。嵌入式Linux稍加修改后应用于用户自己的系统，有大量的免费的优秀的开发工具，且都遵从GPL，是开放源代码的。有庞大的开发人员群体，无需专门的人才，只要懂Unix/Linux和c语言即可。嵌入式Linux和普通Linux并无本质区别，PC上用到的硬件嵌入式Linux几乎都支持。而且各种硬件的驱动程序源代码都可以得到，为用户编写自己专有硬件的驱动程序带来很大方便。
4.μC/OS—Ⅱ
μC/OS—Ⅱ是一个免费的、源代码公开的实时嵌入式内核，μC/OS—Ⅱ实际上是一个实时操作系统内核，只包含了任务调度、任务管理、时间管理、内存管理和任务间的通信与同步等基本功能，没有提供输入/输出管理、文件系统及网络之类的额外服务。但是由于C/OS-Ⅱ的可移植性和开源性，用户可自己添加所需的各种服务。 5.Symbian
Symbian OS是代表全球智能手机行业标准的操作系统，目前已经被很多世界领先的手机制造商所采用，包括摩托罗拉、诺基亚、三星、西门子、和索尼爱立信等公司。
6.Enea OSE Systems
OSE是具有性能高、代码小和可确定性实时操作系统（RTOS）。OSE专门针对移动计算应用进行了优化，支持从基于DSP的基带处理到RISC的应用处理，覆盖了所有成本低、功能丰富的3G手机设计的各个方面。Enea OSE Systems公司的客户广泛分布在电讯、数字通讯、程序控制、汽车工业、国防、生物医学技术和消费类电子业。OSE是一个在市场上迅速成长的操作系统，每年增长率高达100%，现在OSE已经成为世界范围内电讯系统领域最广泛地被接受的实时解决方案。
7.道系统（DeltaSystem）
中国完全自主研发的最成熟的嵌入式强实时多任务操作系统该操作系统已应用于飞机导航、核动力控制、雷达终端录取平台等军用与民用领域。该操作系统已应用于飞机导航、核动力控制、雷达终端录取平台等军用与民用领域。
8.Hopen操作系统
Hopen操作系统为凯思集团自主研制开发的嵌入式操作系统，是中国第一个实现手机自主软件产业化的操作系统。它由一个体积很小的内核及一些可以根据需要进行定制的系统模块组成。其核心HopenKernel一般为10KB左右大小，具有实时、多任务、多线程的系统特征。该系统可广泛应用于：移动计算平台（PDA）、家庭信息环境（机顶盒，数字电视）、通讯计算平台（多媒体手机）等领域。
结束语
目前，绝大部分嵌入式系统的硬件平台还掌握在外国公司的手中，国产的嵌入式操作系统在技术含量、兼容性、市场运作模式等方面都落后于国外的先进技术，我们应该在跟踪国外嵌入式操作系统的最新技术的同时，坚持自主产权，探索出一条自己的发展道路。21世纪，以信息家电为代表的嵌入式系统，其应用广泛、领域特色突出，发展空间巨大，嵌入式系统将在我国将有美好的发展前景。
参考文献：
[1]卞正才.嵌入式系统原理、设计与应用.北京：清华大学出版社，2012-7
[2]吴国伟.嵌入式操作系统原理与应用.北京：清华大学出版社，2011-11
[3]孙红波.ARM与嵌入式技术.北京：电子工业出版社，2007.
[4]周根林.嵌入式系统原理与应用.南京：南京大学出版社，2006