嵌入式的系统构建

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　　嵌入式系统的定义

　　嵌入式系统是指用于执行独立功能的专用计算机系统。它由包括微处理器、定时器、

　　微控制器、存储器、传感器等一系列微电子芯片与器件，和嵌入在存储器中的微型操作系

　　统、控制应用软件组成，共同实现诸如实时控制、监视、管理、移动计算、数据处理等各

　　种自动化处理任务。嵌入式系统以应用为中心，以微电子技术、控制技术、计算机技术和

　　通讯技术为基础，强调硬件软件的协同性与整合性，软件与硬件可剪裁，以满足系统对功

　　能、成本、体积和功耗等要求。

　　最简单的嵌入式系统仅有执行单一功能的控制能力，在唯一的 ROM 中仅有实现单一功

　　能的控制程序，无微型操作系统。复杂的嵌入式系统，例如个人数字助理（PDA）、手持电

　　脑（HPC）等，具有与 PC 几乎一样的功能。实质上与 PC 的区别仅仅是将微型操作系统与应

　　用软件嵌入在 ROM、RAM 和/或 FLASH 存储器中，而不是存贮于磁盘等载体中。很多复杂的

　　嵌入式系统又是由若干个小型嵌入式系统组成的。

　　嵌入式系统的硬件/软件特征

　　嵌入式系统的硬件必须根据具体的应用任务，以功耗，成本，体积， 可靠性，处理能力等

　　为指标来选择。嵌入式系统的核心是系统软件和应用软件，由于存储空间有限，因而要求

　　软件代码紧凑，可靠，大多对实时性有严格要求。

　　早期的嵌入式系统设计方法，通常是采用“硬件优先”原则。即在只粗略估计软件任

　　务需求的情况下，首先进行硬件设计与实现。然后，在此硬件平台之上，再进行软件设计。

　　因而很难达到充分利用硬件软件资源，取得最佳性能的效果。同时，一旦在测试时发现问

　　题，需要对设计进行修改时，整个设计流程将重新进行，对成本和设计周期的影响很大。

　　这种传统的设计方法只能改善硬件/软件各自的性能，在有限的设计空间不可能对系统做出

　　较好的性能综合优化，在很大程度上依赖于设计者的经验和反复实验。

　　90 年代以来随着电子系统功能的日益强大和微型化，系统设计所涉及的问题越来越

　　多，难度也越来越大。同时硬件和软件也不再是截然分开的两个概念，而是紧密结合、相

　　互影响的。因而出现了软硬件协同（codesign）设计方法，即使用统一的方法和工具对软件和硬件进行描述、综合、和验证。在系统目标要求的指导下，通过综合分析系统软硬件

　　功能及现有资源，协同设计软硬件体系结构，以最大限度地挖掘系统软硬件能力，避免由

　　于独立设计软硬件体系结构而带来的种种弊病，得到高性能低代价的优化设计方案。