1 引 言
跟着电子技能的快速开展，特别是大规模集成电路的发生而呈现的微型机，使现代科学研究得到了质的腾跃，而嵌入式微操控器技能的呈现则是给现代工业操控范畴带来了一次新的技能革命。由嵌入式微操控器组成的体系，最显着的优势便是能够嵌入到任何微型或小型仪器、设备中。
嵌入式体系被界说为：以使用为中心、以计算机技能为根底、软件硬件可裁剪、习惯使用体系，对功用、可靠性、本钱、体积、功耗严格要求的专用计算机体系。嵌入式体系是将先进的计算机技能、半导体技能、电子技能和各个职业的详细使用相结合后的产品，这一点就决议了他必定是一个技能密布、资金密布、高度涣散、不断立异的常识集成体系。嵌入式计算机的外部设备中就包括了多个嵌入式微处理器，如键盘、硬盘、显示器、网卡、声卡等均是由嵌入式处理器操控的。现在，嵌入式体系带来的工业年产值已超过了1万亿美元，嵌入式计算机不仅在民品上并且在军事装备上也得到了广泛地使用。
2 嵌入式体系的结构
嵌入式体系作为一类特别的计算机体系，自底向上包括有3个部分，如图1所示。
(1)硬件环境 是整个嵌入式操作体系和使用程序运转的硬件渠道，不同的使用一般有不同的硬件环境。硬件渠道的多样性是嵌入式体系的一个主要特色。 (2)嵌入式操作体系 完结嵌入式使用的使命调度和操控等中心功用。具有内核较精简、可装备、与高层使用严密相关等特色。嵌入式操作体系具有相对不变性。
(3)嵌入式使用程序 运转于操作体系之上，使用操作体系供给的机制完结特定功用的嵌入式使用。不同的体系需求规划不同的嵌入式使用程序。
怎么简练有效地使嵌入式体系能够使用于各种不同的使用环境，是嵌入式体系开展中所有必要处理的要害问题。经过不断的开展，原先嵌入式体系的3层结构逐渐演化成为一种4层结构。如图2所示，这个新添加的中心层次叫硬件笼统层，有时也叫板级支撑包，是一个介于硬件与软件之间的中心层次。硬件笼统层经过特定的上层接口与操作体系进行交互，向操作体系硬件的直接操作。硬件笼统层的引进大大推进了嵌入式操作体系的通用化。
3 嵌入式体系的特色
3.1 嵌入式体系工业的特色和要求
从某种意义上来说，通用计算机职业的技能是独占的。嵌入式体系则不同，嵌入式体系工业是不行独占的高度涣散的工业，充满了竞赛、机会与立异，没有哪一个系列的处理器和操作体系能够独占悉数商场，即便在体系结构上存在着干流。但各不相同的使用范畴决议了不行能由少量公司、少量产品独占悉数商场。因此嵌入式体系范畴的产品和技能，必定是高度涣散的，留给各个职业高新技能公司的立异地步很大。别的，社会上的各个使用范畴是不断向前开展的，要求其间的嵌入式处理器中心也同步开展，这也构成了推进嵌入式工业开展的强壮动力。嵌入式体系工业的根底是以使用为中心的“芯片”规划和面向使用的软件产品开发。
3.2 嵌入式体系具有的产品特征
嵌入式体系是面向用户、面向产品、面向使用的，不能独立于使用自行开展，不然便会失掉商场。嵌入式体系的中心部件，嵌入式微处理器的功耗、体积、本钱、处理才干和电磁兼容性等方面均遭到使用要求的限制，这些也是各个半导体厂商之间竞赛的热门。嵌入式体系的硬件和软件规划都有必要精心考虑，力求在相同的硅片面积上完结更高的功用，只要这样，才干在详细使用时对处理器的挑选面前更具有竞赛力。嵌入式处理器要针对用户的详细需求，对芯片装备进行裁剪和添加才干到达抱负的功用。因为嵌入式体系和详细使用有机地结合在一起，具有较长的生命周期。
3.3 嵌入式处理器软件的特征
嵌入式处理器的使用软件是完结嵌入式体系功用的要害，对嵌入式处理器体系软件和使用软件的要求也和通用计算机有所不同，主要有以下几点：
(1)软件要求固态化存储 为了前进履行速度和体系可靠性，嵌入式体系中的软件一般都固化在存储器芯片或嵌入式微操控器自身中，而不是存贮于磁盘等载体中。
(2)软件代码要求高质量、高可靠性 虽然半导体技能的开展使处理器速度不断前进、片上存储器容量不断添加，但在大多数使用中，存储空间仍然是名贵的，还存在实时性的要求。为此要求程序编写和编译东西的质量要高，以减小程序二进制代码长度、前进履行速度。
(3)体系软件(OS)的高实时性是根本要求 在多使命嵌入式体系中，对重要性各不相同的使命进行顾全大局的合理调度是确保每个使命及时履行的要害，单纯经过前进处理器速度是无法完结和没有功率的，这种使命调度只能由优化编写的体系软件来完结，因此体系软件的高实时性是根本要求。
(4)多使命操作体系是常识集成的渠道和走向工业化标准化路途的根底，嵌入式体系开发需求开发东西和环境 嵌入式体系自身不具备开发才干，即便规划完结今后用户一般也是不能对其间的程序功用进行修正的，有必要有一套开发东西和环境才干进行开发，这些东西和环境一般是根据通用计算机上的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。
(5)嵌入式体系软件需求实时多使命操作体系开发渠道(RTOS) 通用计算机具有完善的操作体系和使用程序接口，是计算机根本组成不行别离的一部分，使用程序的开发以及完结后的软件都在OS渠道上面运转，但一般不是实时的。嵌入式体系则不同，使用程序能够没有操作体系直接在芯片上运转;可是为了合理地调度多使命、使用体系资源，用户有必要自行选配RTOS开发渠道，这样才干确保程序履行的实时性、可靠性，并削减开发时刻，保证软件质量。
(6)在嵌入式体系的软件开发过程中，选用C言语将是最佳和终究的挑选 因为汇编言语是一种非结构化的言语，关于大型的结构化程序规划现已不能彻底担任了。这就要求咱们选用更高档的C言语去完结这一作业。
4 嵌入式体系的开展趋势
我国的单片机使用和嵌入式体系开发已走过了15年的进程，跟着商场对超微型嵌入式使用技能和产品的要求不断增加，以及半导体技能和体系规划办法的前进，嵌入式体系在现在的开展局势下，表现出以下几大趋势：
(1)可靠性及使用水平越来越高和互联网衔接已是一种显着的走向。
(2)所集成的部件越来越多，从意义上讲仅仅单片集成电路，从功用上讲能够说是万用机了。
(3)功耗越来越低，和模仿电路结合越来越多。
5 结 语
跟着半导体工艺技能的开展及体系规划水平的前进，嵌入式微操控器还会不断的发生改变和前进，终究人们或许发现：嵌入式微操控器与微机体系之间的间隔越来越小，而功用更大，因此将会愈加广泛地进入到各类设备和产品中去。
