嵌入式技術

嵌入式技術執行專用功能並被內部計算機控制的設備或者系統。嵌入式系統不能使用通用型計算機，而且運行的是固化的軟體，用術語表示就是固件（firmware），終端用戶很難或者不可能改變固件。

基本介紹

• 中文名：嵌入式技術
• 功能：執行專用功能
• 屬性：被內部計算機控制的設備或者系統
• 特點：不能使用通用型計算機

介紹

儘管絕大多數嵌入式系統是用戶針對特定任務而定製的，但它們一般都是由下面幾個模組組成的： 一台計算機或者微控制器，字長可能是可憐的4位或者8位、16位、32位甚至是64位。 用以保存固件的ROM（非揮發性唯讀存儲器）。 用以保存程式數據的RAM（揮發性的隨機訪問存儲器）。 連線微控制器和開關、按鈕、感測器、模數轉化器、控制器、LED（發光二極體）和顯示器的I/O連線埠。 一個輕量級的嵌入式作業系統，一般是自行編寫的。 專門的單片微控制器是大多數嵌入式系統的核心。通過把若干個關鍵的系統組成部分集成到單個晶片上，系統設計者就可以得到小而便宜、可以操作較少外圍電子設備的計算機。嵌入式系統的一般模型並不足以定義嵌入式系統本身。例如，某些嵌入式系統常常比標準PC機箱小不了多少。這類設備有： 信息查詢以及銷售點終端。 某些工業控制系統。遊戲控制台（例如基於x86和Windows的Xbox）。現在嵌入式開發主要是指用某種語言（如Ada、C/C++、Modula-2等）在嵌入式軟硬體開發環境中進行開發。

技術套用

嵌入式是一種專用的計算機系統，作為裝置或設備的一部分。通常，嵌入式系統是一個控制程式存儲在ROM中的嵌入式處理器控制板。事實上，所有帶有數字接口的設備，如手錶、微波爐、錄像機、汽車等，都使用嵌入式系統，有些嵌入式系統還包含作業系統，但大多數嵌入式系統都是是由單個程式實現整個控制邏輯。

嵌入式技術近年來得到了飛速的發展，但是嵌入式產業涉及的領域非常廣泛，彼此之間的特點也相當明顯。例如很多行業：手機、PDA、車載導航、工控、軍工、多媒體終端、網關、數位電視……

手機領域：以手機為代表的移動設備可謂是近年來發展最為迅猛的嵌入式行業。甚至針對於手機軟體開發，還曾經衍生出“泛嵌入式開發”這樣的新辭彙。一方面，手機得到了大規模普及，另一方面，手機的功能得到了飛速發展，3、4年前的手機功能與價格與現在就不能同日而語。隨著國內3G時代的腳步日益臨近，可以預料到手機領域的軟硬體都必將面臨一場更大的變革。功耗、功能、頻寬、價格等都是手機硬體領域的熱門辭彙。從軟體技術角度來看，我認為手機的軟體作業系統平台會趨於標準化和統一化。手機的套用會愈加豐富，除了最基本的通話功能外，逐漸會包括目前PDA、數位相機、遊戲機等功能，更加趨向於成為個人手持終端。

汽車電子領域

隨著汽車產業的飛速發展，汽車電子近年來也有了較快的發展。但是不得不承認，目前國內的嵌入式車載領域的發展與國際相比差距還是比較大的。電子導航系統在汽車電子中占據的比重比較大，目前導航系統在國外已經有了廣泛的套用。在國內近年來也已經開始起步，可以預料未來幾年內會有比較快速的發展。汽車電子領域的另外一個發展趨勢是與汽車本身機械結合，從而可以實現故障診斷定位等功能。

電子產品

消費類電子產品的銷量早就超過了PC若干倍。並且還在以每年10%左右的速度增長。消費類電子產品主要包括便攜音頻視頻播放器、數位相機、掌上遊戲機等。目前，消費類電子產品已形成一定的規模，並且已經相對成熟。對於消費類電子產品，真正體現嵌入式特點的是在系統設計上經常要考慮性價比的折衷，如何設計出讓消費者覺得划算的產品是比較重要的。

軍工航天

對於大多數開發者和用戶而言，這可能都是比較神秘的一個領域。的確，大多數人一生都沒有機會給F117戰機編寫控制程式。的確，軍工和航天領域是不為大眾所知的領域，在這個領域裡面，無論是硬體還是作業系統、編譯器，通常並不是市場上可以見到的通用設備，它們大多數都是專用的。但是並不代表這個領域落後，許多最先進的技術最前沿的成果，往往都會用在這個領域。

前景

嵌入式控制器的套用幾乎無處不在:行動電話、家用電器、汽車……無不有它的蹤影。嵌入控制器因其體積小、可靠性高、功能強、靈活方便等許多優點,其套用已深入到工業、農業、教育、國防、科研以及日常生活等各個領域,對各行各業的技術改造、產品更新換代、加速自動化進程、提高生產率等方面起到了極其重要的推動作用。嵌入式計算機在套用數量上遠遠超過了各種通用計算機,一台通用計算機的外部設備中就包含了5 - 10 個嵌入式微處理器。在製造工業、過程控制、網路、通訊、儀器、儀表、汽車、船舶、航空、航天、軍事裝備、消費類產品等方面均是嵌入式計算機的套用領域。嵌入式系統工業是專用計算機工業,其目的就是要把一切變得更簡單、更方便、更普遍、更適用;通用計算機的發展變為功能電腦,普遍進入社會,嵌入式計算機發展的目標是專用電腦,實現“普遍化計算”,因此可以稱嵌入式智慧型晶片是構成未來世界的“數字基因”。正如我國資深嵌入式系統專家—沈緒榜院士的預言, “未來十年將會產生不同大小、具有超過一億次運算能力的嵌入式智慧型晶片”,將為我們提供無限的創造空間。總之“嵌入式微控制器或者說單片機好像是一個黑洞,會把當今很多技術和成果吸引進來。中國應當注意發展智力密集型產業”。

套用行業舉例

機器人

隨著嵌入式系統和機器人技術的普及和發展，機器人本體功能越來越趨於模組化、智慧型化、微型化。同時，機器人的價格也在大幅度下降，使其在軍事、工業、家庭和醫療等領域獲得更廣泛的套用。例如，國內最近開發了一種“醫療服務機器人”，其核心部件主要由CPLD和多個EMCU組成。它可將大腦脫離機器人本體並置於母環境中，採用無線通信與本體進行互動；而服務機器人本體中的小腦具體實現接收機器人大腦發出的各種命令，控制機器人各個執行和感知機構，進而實現機器人本體各個功能模組之間相互協調配合的功能。

軍事國防領域

軍事國防歷來就是嵌入式系統的重要套用領域。20世紀70年代，嵌入式計算機系統套用在武器控制系統中，後來用於軍事指揮控制和通信系統。目前，在各種武器控制裝置（火炮、飛彈和智慧型炸彈制導引爆等控制裝置）、坦克、艦艇、轟炸機、陸海空各種軍用電子裝備、雷達、電子對抗裝備、軍事通信裝備、野戰指揮作戰用各種專用設備等中，都可以看到嵌入式系統的身影。使用嵌入式技術的武器曾為美軍在伊拉克戰爭中發揮重要的作用。

醫療儀器

嵌入式系統在醫療儀器中的套用普及率極高。在設計過程中，根據需要對嵌入式系統重新編程，可避免前端流片（NRE）成本，減少和ASIC相關的訂量，降低晶片多次試製的巨大風險。此外，隨著標準的發展或者當需求出現變化時，還可以在現場更新，而且設計人員能夠反覆使用公共硬體平台，在一個基本設計基礎上，建立不同的系統，支持各種功能，從而大大降低生產成本。使產品具有較長的生命周期，可以保護醫療儀器不會太快過時，醫療行業的產品生命周期比較長，因此這一特性非常重要。現代數字醫療儀器設備不但包括診療設備，而且還有數據存儲伺服器和接口軟體。嵌入式系統可為醫療儀器設備設計、生產和使用提供先進的技術支持。

當今，嵌入式系統的發展已經進入大融合的時代，其特點如下：

通信、計算機及消費電子產品（3C）融合——趨向沒有獨立的3C，只有融合的3C，即信息產品（IA）；

數字模擬融合、微機電融合、電路板矽片融合及硬軟體設計融合——趨向SoC：和SiP；

嵌入式整機的開發工作也從傳統的硬體為主變為軟體為主；

激烈的市場競爭和技術進步呼喚著新穎的產品開發平台，特別是SoC開發平台的出現。

隨著嵌入式技術的不斷發展，嵌入式系統將更廣泛套用於人類生活的各個方面。。。。。

4.現代電力行業

嵌入式技術在當前電力系統故障檢測和線上故障診斷中也是得到了廣泛的套用。

使用的軟體

C++在中國大陸的程式設計師圈子中通常被讀做“C加加”，而西方的程式設計師通常讀做“C plus plus”，“CPP”。 它是一種使用非常廣泛的計算機程式語言。C++是一種靜態數據類型檢查的，支持多重編程範式的通用程式設計語言。它支持過程化程式設計、數據抽象、面向對象程式設計、製作圖示等等泛型程式設計等多種程式設計風格。

就業方向

可在從事嵌入式系統開發的計算機與電子技術、IT 、通信、軍工、工業控制、汽車電子、大型設備智慧型故障診斷、電子設備等領域進行產品的開發、生產、測試、維護、銷售、技術支持、技術諮詢等工作。具體就業崗位包括：

嵌入式軟體開發工程師、基於ARM系統的研發崗位、Linux系統套用軟體開發崗位、Linux下C/C++軟體工程師、嵌入式Linux系統研發工程師。