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嵌入式系統的發展史
2015-07-16 15:00:29 新聞來源:超污草莓視頻:深圳市澤創偉業科技有限公司
嵌入(ru)式系(xi)統(tong)最初的(de)(de)應(ying)用是(shi)基于(yu)(yu)單片機的(de)(de),大多以可編(bian)程控制(zhi)器(qi)的(de)(de)形式出現,具(ju)(ju)有監測、伺服、設備指示(shi)等(deng)功能,通常應(ying)用于(yu)(yu)各類工(gong)業控制(zhi)和飛機、導彈等(deng)武器(qi)裝(zhuang)備中,一般沒有操作系(xi)統(tong)的(de)(de)支持(chi),只能通過匯(hui)編(bian)語言對系(xi)統(tong)進行(xing)直接控制(zhi),運行(xing)結束后(hou)再清除(chu)內存。這些(xie)裝(zhuang)置雖(sui)然(ran)已(yi)經初步具(ju)(ju)備了嵌入(ru)式的(de)(de)應(ying)用特點,但僅僅只是(shi)使(shi)用8位的(de)(de)CPU芯片來執行(xing)一些(xie)單線程的(de)(de)程序(xu),因此嚴格地說(shuo)還談不上"系(xi)統(tong)"的(de)(de)概(gai)念。
這一階(jie)段嵌入式系(xi)統(tong)的(de)主要(yao)特(te)點是:系(xi)統(tong)結(jie)構和(he)功能相對單一,處理效(xiao)率(lv)較低,存儲容(rong)量較小,幾(ji)乎沒有(you)用(yong)戶接口(kou)。由于這種(zhong)嵌入式系(xi)統(tong)使用(yong)簡便(bian)、價格(ge)低廉,因而曾經在工業控制領(ling)域中(zhong)得到了非常廣(guang)泛的(de)應(ying)用(yong),但卻(que)無法滿(man)足現今對執行(xing)效(xiao)率(lv)、存儲容(rong)量都有(you)較高要(yao)求的(de)信息家電等場合(he)的(de)需要(yao)。
簡(jian)單(dan)操作系統階段
20世紀80年(nian)代,隨著(zhu)微電(dian)子工藝水平的(de)提(ti)高(gao),IC制(zhi)造(zao)商開(kai)始(shi)把(ba)嵌(qian)入式(shi)應(ying)用中所需(xu)要的(de)微處理器、I/O接口、串行接口以(yi)及RAM、ROM等部件(jian)統(tong)(tong)(tong)統(tong)(tong)(tong)集成到(dao)一(yi)片(pian)VLSI中,制(zhi)造(zao)出面(mian)向I/O設計的(de)微控制(zhi)器,并一(yi)舉成為嵌(qian)入式(shi)系統(tong)(tong)(tong)領域中異(yi)軍突起的(de)新秀(xiu)。與此同時,嵌(qian)入式(shi)系統(tong)(tong)(tong)的(de)程序員也開(kai)始(shi)基于一(yi)些簡單的(de)"操作系統(tong)(tong)(tong)"開(kai)發嵌(qian)入式(shi)應(ying)用軟件(jian),大(da)大(da)縮短了開(kai)發周期、提(ti)高(gao)了開(kai)發效率。
這一階段嵌(qian)(qian)入(ru)(ru)式(shi)系統(tong)(tong)(tong)的主要特點是:出(chu)現了大(da)量高可靠、低功耗(hao)的嵌(qian)(qian)入(ru)(ru)式(shi)CPU(如Power PC等),各種簡單(dan)的嵌(qian)(qian)入(ru)(ru)式(shi)操(cao)作系統(tong)(tong)(tong)開始出(chu)現并得到迅速發(fa)展(zhan)。此時的嵌(qian)(qian)入(ru)(ru)式(shi)操(cao)作系統(tong)(tong)(tong)雖然還比較簡單(dan),但已(yi)經(jing)初步具有了一定的兼容性(xing)和擴展(zhan)性(xing),內核(he)精(jing)巧且效(xiao)率高,主要用(yong)來(lai)控制系統(tong)(tong)(tong)負載以(yi)及監控應(ying)用(yong)程序的運行(xing)。
實時(shi)操(cao)作系統階段(duan)
20世紀90年代,在(zai)分布控制、柔性制造、數字化(hua)通信(xin)和信(xin)息家電(dian)等巨大需求的牽引下,嵌入(ru)式系統(tong)(tong)進一(yi)步(bu)飛速(su)發展(zhan),而面向實時(shi)(shi)信(xin)號處理算法的DSP產品則(ze)向著(zhu)高(gao)(gao)速(su)度(du)、高(gao)(gao)精度(du)、低功耗的方向發展(zhan)。隨著(zhu)硬(ying)件(jian)實時(shi)(shi)性要求的提高(gao)(gao),嵌入(ru)式系統(tong)(tong)的軟件(jian)規(gui)模也不斷擴大,逐漸形(xing)成(cheng)了(le)實時(shi)(shi)多任務操作系統(tong)(tong)(RTOS),并開(kai)始(shi)成(cheng)為嵌入(ru)式系統(tong)(tong)的主流。
這一(yi)階段(duan)嵌入式系統(tong)的主要特點(dian)是(shi):操作系統(tong)的實時性(xing)得到了很(hen)大改善,已經(jing)能夠運行在各種不同類型的微處理(li)(li)器上,具有高度的模塊(kuai)化和(he)擴展(zhan)性(xing)。此時的嵌入式操作系統(tong)已經(jing)具備了文件和(he)目(mu)錄(lu)管(guan)理(li)(li)、設(she)備管(guan)理(li)(li)、多任務、網絡、圖形用(yong)(yong)戶界(jie)面(GUI)等功能,并提供了大量的應用(yong)(yong)程序(xu)接口(API),從(cong)而(er)使得應用(yong)(yong)軟件的開發變(bian)得更加簡單。
面向(xiang)Internet階段
21世(shi)紀無疑將是(shi)一個(ge)網絡(luo)的(de)時代,將嵌(qian)入式系統應(ying)用(yong)到(dao)各種網絡(luo)環境(jing)中去的(de)呼聲自(zi)然也越(yue)來越(yue)高(gao)。目前大(da)多數嵌(qian)入式系統還孤立于Internet之(zhi)外(wai),隨著Internet的(de)進一步發展(zhan),以(yi)及Internet技(ji)術與信息家(jia)電、工業控制(zhi)技(ji)術等的(de)結合日益(yi)緊(jin)密,嵌(qian)入式設(she)備(bei)與Internet的(de)結合才(cai)是(shi)嵌(qian)入式技(ji)術的(de)真正未來。
信(xin)息時(shi)代和(he)數(shu)字(zi)時(shi)代的(de)(de)到來,為(wei)嵌入(ru)式(shi)(shi)(shi)系(xi)統(tong)的(de)(de)發展帶來了巨大的(de)(de)機遇,同時(shi)也對嵌入(ru)式(shi)(shi)(shi)系(xi)統(tong)廠(chang)商(shang)提出了新的(de)(de)挑戰(zhan)。目前,嵌入(ru)式(shi)(shi)(shi)技(ji)術(shu)與(yu)Internet技(ji)術(shu)的(de)(de)結(jie)合正在推動著嵌入(ru)式(shi)(shi)(shi)技(ji)術(shu)的(de)(de)飛速發展,嵌入(ru)式(shi)(shi)(shi)系(xi)統(tong)的(de)(de)研(yan)究和(he)應用產生了如下新的(de)(de)顯著變化:
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(jing)簡系統內(nei)核(he),優化關(guan)鍵算法,降低功耗(hao)和軟(ruan)硬件成本。