1.1 嵌入式系统的定义

要精确地定义嵌入式系统并非易事，嵌入式系统可以看做与台式机不同的另一种计算机系统。一个嵌入式系统通常只能重复执行一个特定的功能，而台式机系统可以执行各种程序，如电子数据表、字处理和游戏，还可以加入其他新程序。当然也有例外：嵌入式系统中的程序也可以被新版本程序更新，例如，有些手机（移动电话，见图1-1）就是这样更新的；另一种情况是由于系统大小的限制，使得几个程序只能轮流输入系统中，例如，有些导弹（见图1-2）在巡航模式下执行一个程序，在锁定目标时执行另一个程序。即使如此，这些嵌入式系统仍只具有特定的功能。

图1-1 移动电话

图1-2 导弹

嵌入式系统（Embedded System）的全称是嵌入式计算机系统（Embedded Computer System），通常意义上的嵌入式系统是指以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、实时性、可靠性、成本、体积、功耗等严格约束的专用计算机系统。由于嵌入式系统大部分是实时系统（Real-Time System），随着应用环境的不同，实时性有强、弱之分，因此也被称为嵌入式实时系统（Embedded Real-Time System）。

嵌入式系统一般由嵌入式微处理器（主要由16位及16位以上的MPU、MCU和DSP组成）等硬件及软件（包括RTOS和实时应用程序）组成，具有专用性、可嵌入性、实时性、可靠性、移动性、分布式等特点。它通常以SoC（嵌入式片上系统，System on Chip）、单片机、多板式箱体结构、嵌入式PC等形式嵌入到各式各样的设备或大系统中，如数字移动电话、路由器（见图1-3）、导弹、数码相机（见图1-4）。嵌入式系统的运行需要一个实时操作系统（RTOS）的支持，这是它不同于过去许多单片机应用的关键之处。因此，嵌入式系统是将先进的计算机技术、微电子技术和现代电子系统技术与各个行业的具体应用相结合的产物，这一点决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。

图1-3 路由器

图1-4 数码相机

嵌入式系统广泛应用于控制或数据处理设备中，其基本结构如图1-5所示。与通用的计算机相比，主要不同之处在以下几个方面：

图1-5 嵌入式系统的基本结构

● 依据应用而设计；

● 程序可移植；

● 数据类型已知；

● 遵循实时原则；

● 遵循稳妥原则；

● 对成本极其敏感；

● 对应用环境要求苛刻；

● 生存期依赖于主机系统；

● 通常维护受限，不可修改。