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嵌入式系統的發展史
2015-07-16 15:00:29 新聞來源:草莓視頻污黃:深圳市澤創偉業科技有限公司
嵌入式(shi)系(xi)統(tong)(tong)最初(chu)的(de)應用(yong)是基于單片機的(de),大多以(yi)可編程控(kong)制器(qi)的(de)形(xing)式(shi)出現,具(ju)有監測、伺服、設(she)備(bei)指(zhi)示等(deng)功能,通常應用(yong)于各類工業(ye)控(kong)制和飛機、導(dao)彈等(deng)武器(qi)裝備(bei)中,一般沒有操作系(xi)統(tong)(tong)的(de)支持,只能通過匯編語言對(dui)系(xi)統(tong)(tong)進行(xing)直(zhi)接控(kong)制,運(yun)行(xing)結束后再(zai)清(qing)除內存。這些裝置雖然已經初(chu)步具(ju)備(bei)了嵌入式(shi)的(de)應用(yong)特(te)點(dian),但僅僅只是使用(yong)8位的(de)CPU芯片來執行(xing)一些單線(xian)程的(de)程序,因此(ci)嚴格地(di)說還談不上"系(xi)統(tong)(tong)"的(de)概念。
這一階段嵌入(ru)式(shi)系統的主要特(te)點是:系統結構和(he)功能相對單一,處理效率(lv)較低(di)(di),存(cun)儲(chu)容量較小,幾乎沒(mei)有用(yong)戶接口。由于(yu)這種嵌入(ru)式(shi)系統使(shi)用(yong)簡(jian)便、價格低(di)(di)廉(lian),因而曾經在(zai)工(gong)業控制(zhi)領域(yu)中得到了非常廣泛的應(ying)用(yong),但卻(que)無法滿足(zu)現今對執行效率(lv)、存(cun)儲(chu)容量都(dou)有較高要求的信息家電等場合的需要。
簡單操作系統階段
20世紀80年(nian)代,隨著(zhu)微(wei)電子(zi)工藝水平的提(ti)高,IC制(zhi)(zhi)造商開(kai)(kai)始把嵌(qian)入(ru)(ru)式(shi)應用(yong)中所需(xu)要的微(wei)處理器(qi)(qi)、I/O接口、串行接口以及RAM、ROM等部件統(tong)(tong)(tong)統(tong)(tong)(tong)集成(cheng)到一(yi)片VLSI中,制(zhi)(zhi)造出(chu)面向I/O設計的微(wei)控制(zhi)(zhi)器(qi)(qi),并一(yi)舉成(cheng)為(wei)嵌(qian)入(ru)(ru)式(shi)系統(tong)(tong)(tong)領域中異軍(jun)突起的新秀。與此同時(shi),嵌(qian)入(ru)(ru)式(shi)系統(tong)(tong)(tong)的程序(xu)員也開(kai)(kai)始基于一(yi)些簡(jian)單(dan)的"操作(zuo)系統(tong)(tong)(tong)"開(kai)(kai)發(fa)嵌(qian)入(ru)(ru)式(shi)應用(yong)軟(ruan)件,大大縮短(duan)了開(kai)(kai)發(fa)周(zhou)期、提(ti)高了開(kai)(kai)發(fa)效(xiao)率。
這一(yi)階(jie)段嵌(qian)入(ru)(ru)式(shi)系(xi)(xi)統的(de)(de)主要特(te)點是:出現了大量高(gao)可(ke)靠、低(di)功(gong)耗的(de)(de)嵌(qian)入(ru)(ru)式(shi)CPU(如Power PC等),各種(zhong)簡(jian)(jian)單(dan)的(de)(de)嵌(qian)入(ru)(ru)式(shi)操作系(xi)(xi)統開(kai)始出現并(bing)得到迅速發(fa)展。此(ci)時的(de)(de)嵌(qian)入(ru)(ru)式(shi)操作系(xi)(xi)統雖然還(huan)比(bi)較簡(jian)(jian)單(dan),但(dan)已(yi)經初步具有了一(yi)定的(de)(de)兼容性(xing)(xing)和擴展性(xing)(xing),內核精巧且(qie)效率高(gao),主要用來控制系(xi)(xi)統負載以及監(jian)控應(ying)用程序(xu)的(de)(de)運(yun)行。
實時操(cao)作系(xi)統階段
20世紀90年代,在分布(bu)控制(zhi)、柔性制(zhi)造(zao)、數字(zi)化通信(xin)和(he)信(xin)息家電等(deng)巨大需求(qiu)的(de)牽引下,嵌(qian)(qian)入式(shi)(shi)系統進一步飛(fei)速發展(zhan),而面(mian)向(xiang)(xiang)實(shi)時信(xin)號(hao)處(chu)理(li)算(suan)法的(de)DSP產(chan)品則向(xiang)(xiang)著(zhu)高速度(du)、高精度(du)、低功耗的(de)方向(xiang)(xiang)發展(zhan)。隨著(zhu)硬件實(shi)時性要求(qiu)的(de)提(ti)高,嵌(qian)(qian)入式(shi)(shi)系統的(de)軟(ruan)件規(gui)模(mo)也不斷擴大,逐漸(jian)形成(cheng)了實(shi)時多任務(wu)操作系統(RTOS),并開(kai)始成(cheng)為嵌(qian)(qian)入式(shi)(shi)系統的(de)主流(liu)。
這(zhe)一階段嵌入式(shi)系統的(de)主要特(te)點是:操作(zuo)系統的(de)實(shi)時性(xing)得(de)到(dao)了很大改善,已經(jing)(jing)能夠運行在(zai)各種不同類型的(de)微處理器(qi)上,具有(you)高度的(de)模塊化和擴展性(xing)。此時的(de)嵌入式(shi)操作(zuo)系統已經(jing)(jing)具備(bei)了文(wen)件和目錄(lu)管(guan)理、設備(bei)管(guan)理、多任務、網絡(luo)、圖形用(yong)戶界面(GUI)等(deng)功(gong)能,并提(ti)供了大量的(de)應用(yong)程(cheng)序(xu)接(jie)口(API),從而使得(de)應用(yong)軟件的(de)開發變得(de)更加(jia)簡單。
面向Internet階段
21世紀無疑(yi)將(jiang)是(shi)一個網絡(luo)的(de)時(shi)代,將(jiang)嵌(qian)入式系統應用到各種網絡(luo)環境中去的(de)呼聲自然也越來越高。目前(qian)大多(duo)數(shu)嵌(qian)入式系統還孤立于Internet之(zhi)外(wai),隨(sui)著Internet的(de)進(jin)一步發(fa)展,以及(ji)Internet技術與(yu)信息家電(dian)、工業控制技術等(deng)的(de)結合(he)日益緊密,嵌(qian)入式設備(bei)與(yu)Internet的(de)結合(he)才是(shi)嵌(qian)入式技術的(de)真正未來。
信息時代(dai)和數字時代(dai)的(de)到來,為嵌(qian)入(ru)式系(xi)統的(de)發展帶來了(le)巨(ju)大的(de)機遇(yu),同時也對(dui)嵌(qian)入(ru)式系(xi)統廠商提出了(le)新的(de)挑戰(zhan)。目(mu)前,嵌(qian)入(ru)式技(ji)術與(yu)Internet技(ji)術的(de)結合(he)正(zheng)在推動著嵌(qian)入(ru)式技(ji)術的(de)飛速(su)發展,嵌(qian)入(ru)式系(xi)統的(de)研究和應用產(chan)生了(le)如下新的(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。
精簡系統內核,優化關鍵算法(fa),降低功耗和軟硬件成本(ben)。