嵌入式系统/理论、设计与实现/简介

嵌入式技术现已进入黄金时期，可获得的知识丰富到令人难以置信。许多开源设计可供任何人学习和使用，从业余爱好者到工程师。

在深入探讨嵌入式系统之前，最好先了解嵌入式系统的本质。什么是嵌入式系统，它与计算机有什么区别？答案很多，每个答案都来自专家，他们从不同的角度看待这些系统。但几乎所有定义都同意嵌入式系统的一些基本特征。

• 它是一个系统，旨在完全或部分独立于人工干预来执行其任务。
• 它专门设计用于以最有效的方式执行少数任务。
• 它与我们环境中的物理元素进行交互，例如控制和驱动电机、感测温度等。

嵌入式系统和计算机之间最重要的区别之一是系统资源的限制。与现代计算机不同，嵌入式系统通常设计为紧凑、节能且价格低廉。另一个因素是计算机能够独立执行各种任务。尽管许多高级嵌入式系统表现出多任务处理能力，但期望运行洗衣机的嵌入式系统提供播放数字音乐的功能是不合理的。

从实现的角度来看，计算机和嵌入式系统之间存在重大差异。嵌入式系统通常需要提供实时响应。实时系统被定义为一个系统，其正确性取决于其响应的及时性。此类系统的示例包括飞机的飞行控制系统、核反应堆和发电厂的传感器系统。对于这些系统，响应延迟是致命错误。实时系统的更宽松版本是及时响应允许少量延迟的版本。此类系统的一个示例是铁路站台的调度显示系统。在技术术语中，实时系统可以分类为

• 硬实时系统 - 对响应及时性有严格限制的系统。
• 软实时系统 - 能够容忍响应时间略微变化的系统。
• 混合实时系统 - 对其性能表现出硬约束和软约束的系统。

当我们深入了解这些系统时，我们将了解实时约束带来了非常困难的实现问题。对于大多数此领域的初学者来说，调度和资源管理等复杂问题往往看起来像十头喷火龙。

在下一节中，我们将系统地列出不同类别的嵌入式系统的关键特征。我们还将讨论另一类嵌入式系统：分布式嵌入式系统。

待续…

贡献者：--Siddord 2005年8月30日 (UTC) 07:10