嵌入式系统的应用与发展

嵌入式系统广泛地应用于消费电子、通信、汽车、国防、航空航天、工业控制、仪表、办公自动化等领域。

据欧盟的统计：

• 2003年全球大概有80亿片嵌入式微处理器，到2012年，预计会达到160亿片，地球上的人平均拥有3个嵌入式微处理器；
• 在航空电子中，嵌入式软件的开发成本占整个飞机研制成本的50%；对于汽车工业，汽车电子在整车价值中的比例逐年提高，将从1997年的20%提升到2012年的33-40%；
• 消费电子数量越来越大，据预测，到2012年，仅数字家庭在美国的销售额就将达到2000亿欧元。

消费电子领域

• 随着技术的发展，消费电子产品正向数字化和网络化方向发展。
• 高清晰度数字电视将代替传统的模拟电视。
• 数码相机将代替传统的胶片相机。
• 固定电话今后会被IP电话所替代。
• 各种家用电器（电视机、冰箱、微波炉、电话等）将通过家庭通信、控制中心与Internet连接，实现远程控制、信息交互、网上娱乐、远程医疗和远程教育等。转变为智能网络家电，还可以实现远程医疗，远程教育等。

通信领域

• 通信领域大量应用嵌入式系统，主要包括程控交换机、路由器、IP交换机、传输设备等。
• 据预测，由于互联的需要，特别是宽带网络的发展，将会出现各种网络设备如：ADSL Modem/Router等，其数量将远远高于传统的网络设备。
• 它们基于32位的嵌入式系统、价格低廉，将为企业、家庭提供更为廉价的、方便的、多样的网络方案。就宽带上网的网络设备ADSL Router而言，国外现在每月需要600K的数量。

工控、汽车电子、仿真、医疗仪器等

• 随着工业、汽车、医疗卫生等各部门对智能控制需求的不断增长，需要对设备进行智能化、数字化改造，为嵌入式系统提供了很大的市场。
• 就汽车电子系统而言，目前的大多数高档轿车每辆拥有约50个嵌入式微处理器。如BMW 7系列轿车，则平均安装有63个嵌入式微处理器。
• 据预测，21世纪初美国接入Internet的汽车将有一亿辆。IC Insights报道2001年车载计算系统的市场规模是30亿美元，而2004年达到46亿美元，这些系统成为所有新型轿车的标准设备。

国防、航空航天领域

• 雷达、电子对抗、坦克、战舰
• 航天器(火箭、卫星、航天飞机等)
• 飞机(民用和军用飞机)

嵌入式系统的发展趋势

形成行业的标准

行业性嵌入式软硬件平台

• 嵌入式系统是以应用为中心的系统，不会如PC一样只有一种平台。
• 吸取PC的成功经验，形成不同行业的标准。
• 统一的行业标准具有开放、设计技术共享、软硬件重用、构件兼容、维护方便和合作生产的特点，是增强行业性产品竞争能力的有效手段。
• 如欧共体汽车产业联盟规定以OSEK标准作为开发汽车嵌入式系统的公用平台和应用编程接口

嵌入式应用软件的开发需要强大的开发工具和操作系统的支持

• 采用实时多任务编程技术和交叉开发工具技术来控制功能复杂性，简化应用程序设计、保障软件质量和缩短开发周期。
• 嵌入式操作系统将在现有的基础上，不断采用先进的操作系统技术，结合嵌入式系统的需求向:

• 可适应不同的嵌入式硬件平台
• 具有可移植、可伸缩、功能强大、可配置、良好的实时性、可靠性、高可用方向发展

嵌入式开发工具

• 支持多种硬件平台
• 覆盖嵌入式软件开发过程各个阶段
• 高效
• 高度集成的工具集方向发展

面向应用领域的、高度集成的、以32位嵌入式微处理器为核心的SOC（System On Chip）将成为应用主流。

SoC给系统带来高性能之外更多更重要的好处

• 稳定性、体积、散热、功耗· · ·

嵌入式系统联网成为必然趋势

• 针对外部联网要求，嵌入系统必需配有通信接口，需要TCP/IP协议簇软件支持。
• 针对内部联网要求，新一代嵌入式系统还需具备IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口，同时也需要提供相应的通信组网协议软件和物理层驱动软件。
• 为了支持网络交互的应用，还需内置XML浏览器和Web Server。
• 增强了系统和设备的可管理性

嵌入式系统向新的嵌入式计算模型方向发展

• 支持自然的人机交互和互动的、图形化、多媒体的嵌入式人机界面。操作简便、直观、无须学习。如司机操纵高度自动化的汽车主要还是通过习惯的方向盘、脚踏板和操纵杆。
• 可编程的嵌入式系统。嵌入式系统可支持二次开发如采用嵌入式Java技术，可动态加载和升级软件，增强嵌入式系统功能。
• 支持分布式计算。与其他嵌入式系统和通用计算机系统互联构成分布式计算环境。

Questions:

1.嵌入式系统的特点是什么？

2.嵌入式系统的分类有哪些？

3.嵌入式系统的硬件平台由哪些部分组成？

4.嵌入式系统的软件由哪些组成部分？

5.硬件抽象层的作用是什么？

6.嵌入式操作系统的主要特点是什么？

7.列举你身边的嵌入式应用系统。