嵌入式系統(tǒng)有哪些特點？

中亞科技

1. 專用性

這是嵌入式系統(tǒng)最核心的特點。

• 含義：系統(tǒng)是為特定應(yīng)用、特定任務(wù)而“量身定制”的。硬件和軟件都緊密圍繞該任務(wù)進(jìn)行設(shè)計和優(yōu)化。
• 對比：通用計算機(jī)（如PC）是通用的平臺，可以運行各種各樣的應(yīng)用程序（辦公、游戲、瀏覽網(wǎng)頁等）。而嵌入式系統(tǒng)通常只完成一個或一組預(yù)定義好的任務(wù)。
• 例子：微波爐的控制器只負(fù)責(zé)控制火力、時間；數(shù)碼相機(jī)的系統(tǒng)只負(fù)責(zé)拍照、圖像處理和存儲。
  
  

2. 資源受限

由于成本、功耗和體積的考慮，嵌入式系統(tǒng)的資源通常非常有限。

• 計算資源：處理器主頻較低，計算能力有限。
• 存儲資源：內(nèi)存（RAM）和存儲（ROM/Flash）容量小。
• 其他資源：可能沒有圖形顯示器，或只有簡單的LED指示，外設(shè)接口種類和數(shù)量也較少。
  
  

3. 實時性

許多嵌入式系統(tǒng)需要對內(nèi)部或外部事件做出“及時”的響應(yīng)。

• 硬實時：必須在絕對嚴(yán)格的時間內(nèi)完成響應(yīng)，否則會導(dǎo)致災(zāi)難性后果。例如：汽車安全氣囊控制系統(tǒng)、飛機(jī)飛行控制系統(tǒng)。
• 軟實時：系統(tǒng)盡可能快地響應(yīng)，偶爾超出時限是可以接受的。例如：智能電視的遙控器響應(yīng)、數(shù)碼相機(jī)的拍照延遲。
  
  

4. 以微處理器/微控制器為核心

嵌入式系統(tǒng)的“大腦”通常是微控制器或微處理器。

• 微控制器：更常見。它將CPU、RAM、ROM/Flash、I/O接口等都集成在一顆芯片上，構(gòu)成一個片上系統(tǒng)，成本低、體積小、功耗低。例如ARM Cortex-M系列。
• 微處理器：性能更強，需要外接內(nèi)存、閃存等外圍芯片，常用于更復(fù)雜的應(yīng)用，如智能手機(jī)、路由器等。
  
  

5. 軟件固化

嵌入式系統(tǒng)的軟件（通常稱為“固件”）在出廠前就已經(jīng)被燒錄到非易失性存儲器（如Flash）中。

• 含義：用戶通常不能自行安裝或卸載軟件。系統(tǒng)通電后即運行固化的程序。
• 目的：提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，避免被用戶誤修改。
  
  

6. 高可靠性與穩(wěn)定性

許多嵌入式系統(tǒng)需要長時間不間斷地運行，且工作在惡劣環(huán)境中。

• 要求：必須非常可靠，不能輕易死機(jī)或重啟。
• 措施：硬件上采用工業(yè)級或**級芯片；軟件上設(shè)計看門狗等機(jī)制來監(jiān)控系統(tǒng)運行狀態(tài)。
  
  

7. 功耗敏感

尤其是對于便攜式、電池供電的設(shè)備，功耗是至關(guān)重要的設(shè)計指標(biāo)。

• 策略：系統(tǒng)設(shè)計時會采用各種低功耗技術(shù)和休眠模式，以最大限度地延長電池壽命。
  
  

8. 軟硬件緊密結(jié)合

嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)需要同時對硬件和軟件有深入的了解。

• 含義：軟件需要直接操作硬件寄存器，驅(qū)動程序是系統(tǒng)的重要組成部分。軟件的性能和功能與硬件特性緊密相關(guān)。
• 開發(fā)流程：通常是“軟硬件協(xié)同設(shè)計”，需要跨領(lǐng)域的知識。
  
  

9. 成本敏感

對于消費類電子產(chǎn)品，成本是決定產(chǎn)品成敗的關(guān)鍵因素之一。

• 目標(biāo)：在滿足功能需求的前提下，盡可能降低硬件成本（BOM成本）。
  
  

10. 生命周期長

一旦部署，嵌入式系統(tǒng)往往需要持續(xù)工作很多年。

• 工業(yè)、**等領(lǐng)域：一個系統(tǒng)可能使用十年甚至更久。這意味著需要長期的組件供應(yīng)和技術(shù)支持。
  
  

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