什么是嵌入式系统

　　在2000年10月18日中国计算机学会微机专业委员会主办的“中国嵌入式主题研讨会”的小型技术研讨会上，不少与会人员询问，“什么是嵌入式系统?”，“嵌入式系统确切的含义是什么?”“单片机与嵌入式系统有什么关系?”现解释如下：

　　嵌入式系统是以嵌入式应用为目的的计算机系统。由于被嵌入对象的体系结构、应用环境要求不同，嵌入式系统有许多类型。

　　要深入理解嵌入式系统，就要回顾电子计算机的发展历程。电子计算机诞生于1946年。顾名思义，电子计算机是为了解决海量数值计算而发明的，长期以来为此目标而奋斗。但是近代电子计算机进入了微型机时代后，计算机在信息处理、逻辑分析、决策判断、输入输出管理方面显示出了非凡的才能，以及可观的现场可靠性与可接受的小型体积引起了自动控制领域的兴趣，要求将电子计算机引入工控领域中，并嵌入到对象体系，如舰船、机车、生产线、车间、大型机床中去，实现这些对象的信号采集、实时数据处理、智能化决策、输出驱动控制等。这些计算机系统嵌入到对象体系中后，便失去了通用计算机系统的形态和功能，变成了形形色色的自动化系统。例如，将通用计算机系统进行电气加固、机械加固后，嵌入到舰船上构成自动航行驾驶仪。计算机系统只完成自动航行的信息输入、分析、实时控制及人机交互等功能。从此，开始形成了通用计算机系统与嵌入式计算机系统的分支。

　　通用计算机系统有限的可靠性与庞大的身驱，限制了嵌入式计算机系统的广泛应用。同时，通用计算机要兼顾嵌入式应用要求也必然影响以海量数值计算为目的的计算机技术发展。直到20世纪70年代，单片机(single chip microcomputer)应嵌入式计算机系统应用的要求而生、并以嵌入式应用为惟一目的，因此是典型的嵌入式系统。IC器件级体积、现场运行环境的可靠性满足了许多小型对象的嵌入式应用要求。20世纪90年代，计算机技术得到了迅猛发展。一方面，通用计算机系统摆脱了嵌入式应用的要求，全力发展高速海量数值计算，在图像处理、模拟仿真、多媒体应用、网络通信中发挥巨大作用;另一方面，各类嵌入式系统的兴起，广泛渗透到国民经济各个领域，迅速将经典电子系统带入到全盘智能化的现代电子系统中。

　　如果按早期嵌入式计算机系统的习惯叫法，将所有实现嵌入式应用的不同形式的计算机系统统统称为嵌入式系统，那么，嵌入式系统就是一个庞大的家族。如果从形式上进行归类的话，则嵌入式系统可分为系统级、板级和器件级。

　　系统级为各种类型的工控机，包括通用机改装的工控制，各种总线方式的工控机或模块组成的工控机PC104等。

　　板级有各种类型的带CPU的主板及OEM产品。

　　器件级则以单片机最为典型。后期不少半导体商以嵌入式应用为目标，将通用CPU改造，形成了嵌入式微处理器。EMPU（Embedded MicroProcess Unit)形成了另一类器件级嵌入式系统，例如由80386改造成的386EX。这类嵌入式系统有良好的开发环境与操作系统支持。

　　作为近代计算机技术两大分支之一的嵌入式系统已经渗透到每个家庭、每个人身边。虽然看不见它的存在，可无时无处不在影响每个人的生活。

专家言论摘要

　　沈绪榜：“从使用角度来说，计算机可分为两类：一类是独立使用的计算机系统，如个人计算机、工作站等;一类是嵌入式计算机系统，它是作为其他系统的组成部分使用的。”（摘自本刊2001年第1期：《嵌入式计算机系统的展望》）

　　梁合庆：“嵌入式系统可以这样定义：嵌入于宿主设备以辅助宿主设备高质量完成其功能小巧而廉价的计算机系统。它可以是自成完整计算机系统的微控制器（单片机）或是由微处理为主构成的计算机系统。”（摘自浙江大学自然科学版增刊/98：《今日的嵌入式系统》）

　　吕京建：“嵌入式系统被定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的特定计算机系统。”（摘自浙江大学自然科学版增刊/98：《单片机与嵌入式系统工业综述》）

　　蔡建平：“嵌入式系统是将计算机硬件和软件结合起来，构成一个专门的计算装置，完成特定的功能或任务。它是一个大系统或大电子设备的一部分，工作在一个与外界发生交互并受到约束的环境中，在没有人干预的情况下进行实时控制。”（摘自2000年10月第十届全国抗恶劣环境计算机学术年会论文集：《关于嵌入式应用开发技术》）

　　王飞跃、吴朝晖：“嵌入式系统被描述为：以应用为中心，软、硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。”（摘自计算机世界2000年第45期产品与技术栏专家视点：《ASOS：嵌入式操作系统的发展趋势》）