• 嵌入式系統

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    嵌入式系統

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    嵌入式系統計算機系統,一個一個的組合的計算機處理器、計算機存儲器和輸入/輸出xxx設備,其具有更大的機械電氣系統內的專用功能。它作為完整設備的一部分嵌入,通常包括電氣或電子硬件以及機械零件。因為嵌入式系統通常控制嵌入式計算機的物理操作,所以它通常具有實時計算約束。嵌入式系統控制著當今許多常用的設備。制造的所有微處理器中有98%用于嵌入式系統。

    現代嵌入式系統通常基于微控制器(即具有集成存儲器和xxx接口的微處理器),但是普通微處理器(將外部芯片用于存儲器和xxx接口電路)也很常見,尤其是在更復雜的系統中。在任何一種情況下,所使用的處理器可以是從通用型到專門用于某一類計算的處理器的類型,甚至可以是針對手頭應用定制設計的類型。專用處理器的常見標準類別是數字信號處理器(DSP)。

    由于嵌入式系統專用于特定任務,因此設計工程師可以對其進行優化,以減小產品的尺寸和成本,并提高可靠性和性能。受益于規模經濟,一些嵌入式系統已批量生產。

    嵌入式系統

    嵌入式系統的范圍從數字手表和MP3播放器等便攜式設備到交通信控制器,可編程邏輯控制器等大型固定裝置,以及混合動力車輛,醫學成像系統和航空電子設備等大型復雜系統。復雜度從低到只有一個微控制器芯片,到非常高到在一個大型設備機架內安裝多個單元,xxx設備和網絡都非常高。

    嵌入式系統的應用

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    嵌入式系統通常用于消費類、工業、汽車家用電器、醫療、商業和軍事應用中。

    電信系統采用來自許多嵌入式系統的電話交換機為網絡蜂窩電話在終端用戶。計算機網絡使用專用路由器和網橋來路由數據

    消費類電子產品包括MP3播放器、電視機、手機視頻游戲機、數碼相機GPS接收器打印機。諸如微波爐洗衣機洗碗機之類的家用電器包括嵌入式系統,以提供靈活性、效率和功能。先進的HVAC系統使用聯網的恒溫器來更準確,更有效地控制溫度,該溫度會隨著時間和季節的變化而變化。家庭自動化使用可用于控制燈光、氣候、安全性、音頻/視頻、xxx等的有線和無線網絡,所有這些都使用嵌入式設備進行感應和控制。

    飛行到汽車的運輸系統越來越多地使用嵌入式系統。新飛機包含先進的航空電子設備,例如慣性制導系統和GPS接收器,它們也有相當大的安全要求。各種電動機-無刷直流電動機感應電動機和直流電動機-使用電子電動機控制器。汽車、電動汽車和混合動力汽車越來越多地使用嵌入式系統來最大化效率并減少污染。其他使用嵌入式系統的汽車安全系統包括防抱死制動系統(ABS)、電子穩定控制系統(ESC / ESP)、牽引力控制系統(TCS)和自動四輪驅動系統。

    醫療設備使用嵌入式系統進行xxx,并使用各種醫學成像(PET、SPECT、CT和MRI)進行無創內部檢查。醫療設備中的嵌入式系統通常由工業計算機提供動力。

    嵌入式系統用于交通運輸、消防、安全和安保,醫療應用和對生命至關重要的系統。除非通過片上3G蜂窩或其他方法連接到有線或無線網絡以進行IoTxxx和控制,否則這些系統可以與黑客隔離,因此更加安全。為了防火,可以將系統設計為具有更高的能力,以應對更高的溫度并繼續運行。在處理安全性方面,嵌入式系統可以是自給自足的,并且能夠處理削減的電氣和通信系統

    稱為微粒的新型微型無線設備是聯網的無線傳感器無線傳感器網絡WSN利用先進的IC設計實現的小型化,將完整的無線子系統耦合到復雜的傳感器,使人員和公司能夠測量物理世界中的無數事物,并通過IT監控系統對這些信息采取行動。這些微粒是完全獨立的,通常會在需要更換或充電的電池上消耗數年之久。

    嵌入式Wi-Fi模塊提供了一種簡單的方法來無線啟用通過串行端口進行通信的任何設備。

    特性

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    嵌入式系統旨在執行某些特定任務,而不是用作執行多個任務的通用計算機。由于安全性和可用性等原因,有些服務器還必須滿足實時性能要求;其他的可能對性能的要求很低或沒有,因此可以簡化系統硬件以降低成本。

    嵌入式系統并不總是獨立的設備。許多嵌入式系統由較大設備中的較小部分組成,可用于更廣泛的用途。例如,吉布森機器人吉他具有用于調弦的嵌入式系統,但是機器人吉他的總體目的當然是播放音樂[10]類似地,汽車中的嵌入式系統提供了作為汽車本身子系統的特定功能。

    為嵌入式系統編寫的程序指令稱為固件,并存儲在只讀存儲器或閃存芯片中。它們在有限的計算機硬件資源上運行:內存很少,鍵盤或屏幕很小或根本不存在。

    用戶界面

    使用MicroVGA的嵌入式系統文本用戶界面

    嵌入式系統的范圍從根本上沒有用戶界面(僅用于一項任務的系統)到類似于現代計算機桌面操作系統的復雜圖形用戶界面。簡單的嵌入式設備使用帶有簡單菜單系統的按鈕LED、圖形或字符LCD(例如HD44780 LCD)。

    使用帶有觸摸感應或屏幕邊緣按鈕的圖形屏幕的更復雜的設備可提供靈活性,同時將占用的空間最小化:按鈕的含義會隨屏幕而變化,選擇涉及指向所需對象的自然行為。手持式系統通常具有一個帶有指向設備的“操縱桿按鈕”的屏幕。

    某些系統借助串行(例如RS-232、USB、I2C等)或網絡(例如以太網)連接來遠程提供用戶界面。這種方法具有以下優點:擴展嵌入式系統的功能,避免顯示成本,簡化BSP并允許在PC上構建豐富的用戶界面。一個很好的例子是運行在嵌入式設備(例如IP攝像機)或網絡路由器上的嵌入式Web服務器的組合。用戶界面顯示在連接到設備的PC上的Web瀏覽器中,因此不需要安裝任何軟件

    嵌入式系統中的處理器

    與通用同類計算機相比,典型嵌入式計算機的性能示例為低功耗、小尺寸、堅固的工作范圍和較低的單位成本。這是以有限的處理資源為代價的,這使得它們很難編程和交互。但是,通過在硬件之上構建智能機制,利用可能存在的傳感器和嵌入式單元網絡的存在,人們不僅可以在單元和網絡級別上最佳地管理可用資源,而且還可以提供增強的功能那些可用的。例如,可以設計智能技術來管理嵌入式系統的功耗。

    嵌入式處理器可以分為兩大類。普通微處理器(μP)將單獨的集成電路用于存儲器和xxx設備。微控制器(μC)具有片上外設,從而降低了功耗、尺寸和成本。與個人計算機市場相反,由于該軟件是為應用程序定制開發的,而不是最終用戶安裝的商品,因此使用了許多不同的基本CPU體系結構。既馮·諾依曼,以及不同程度的哈佛架構被使用。RISC以及非RISC處理器。字長從4位到64位不等,盡管最典型的長度是8/16位。大多數體系結構都有大量不同的變體和形狀,其中許多也由多家不同的公司生產。

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    詞條目錄
    1. 嵌入式系統
    2. 嵌入式系統的應用
    3. 特性
    4. 用戶界面
    5. 嵌入式系統中的處理器

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