一、嵌入式系統(tǒng)

　　嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，能夠根據(jù)用戶(hù)需求(功能、可靠性、成本、體積、功耗、環(huán)境等)靈活裁剪軟硬件模塊的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

　　要點(diǎn)概括：

　　以應(yīng)用為中心：強(qiáng)調(diào)嵌入式系統(tǒng)的目標(biāo)是滿(mǎn)足用戶(hù)的特定需求。就絕大多數(shù)完整的嵌入式系統(tǒng)而言，用戶(hù)打開(kāi)電源即可直接享用其功能，無(wú)需二次開(kāi)發(fā)或僅需少量配置操作。

　　專(zhuān)用性：嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合大多對(duì)可靠性、實(shí)時(shí)性有較高要求，這就決定了服務(wù)于特定應(yīng)用的專(zhuān)用系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)的主流模式，它并不強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的通用性和可擴(kuò)展。這種專(zhuān)用性通常也導(dǎo)致嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)軟硬件緊密集成的最終系統(tǒng)，因?yàn)檫@樣才能更有效地提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性并降低成本，并使之具有更好的用戶(hù)體驗(yàn)。

　　以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心：嵌入式系統(tǒng)的最基本支撐技術(shù)，大致上包括集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)、傳感與檢測(cè)技術(shù)、嵌入式操作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)技術(shù)、資源受限系統(tǒng)的高可靠軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)、系統(tǒng)形式化規(guī)范與驗(yàn)證技術(shù)、通信技術(shù)、低功耗技術(shù)、特定應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)分析、信號(hào)處理和控制優(yōu)化技術(shù)等，它們圍繞計(jì)算機(jī)基本原理，集成進(jìn)特定的專(zhuān)用設(shè)備就形成了一個(gè)嵌入式系統(tǒng)。

　　軟硬件可裁剪：嵌入式系統(tǒng)針對(duì)的應(yīng)用場(chǎng)景如此之多，并帶來(lái)差異性極大的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求(功能性能、可靠性、成本、功耗)，以至于現(xiàn)實(shí)上很難有一套方案滿(mǎn)足所有的系統(tǒng)要求，因此根據(jù)需求的不同，靈活裁剪軟硬件、組建符合要求的最終系統(tǒng)是嵌入式技術(shù)發(fā)展的必然技術(shù)路線。

　　二、嵌入式操作系統(tǒng)的常見(jiàn)用途

　　嵌入式操作系統(tǒng)有多種用途，包括：

　　自動(dòng)取款機(jī)。ATM 具有基本操作系統(tǒng)，使機(jī)器能夠讀取用戶(hù)的借記卡和個(gè)人識(shí)別號(hào)輸入并執(zhí)行銀行賬戶(hù)功能，如取款或查詢(xún)余額。操作系統(tǒng)除了對(duì)用戶(hù)輸入做出反應(yīng)并與 ATM 硬件通信之外，其他什么都不做。

　　手機(jī)。手機(jī)需要Android或iOS等操作系統(tǒng)來(lái)啟動(dòng)手機(jī)并使應(yīng)用程序能夠與其他手機(jī)硬件進(jìn)行通信。

　　電動(dòng)汽車(chē)。微控制器托管處理制動(dòng)或壓力感應(yīng)等功能的嵌入式操作系統(tǒng)。例如，前保險(xiǎn)杠上的一定壓力可能會(huì)導(dǎo)致安全氣囊爆裂。這種類(lèi)型的功能被稱(chēng)為反應(yīng)操作，因?yàn)樗鼘?duì)輸入做出反應(yīng)。

　　工業(yè)控制系統(tǒng)。 傳感器在工業(yè)控制系統(tǒng)中用于測(cè)量工廠狀況并在它們變得危險(xiǎn)時(shí)發(fā)送警報(bào)。傳感器包含一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)，使它們能夠執(zhí)行這些任務(wù)。

　　紅綠燈。嵌入式操作系統(tǒng)使交通燈能夠以編程的時(shí)間間隔循環(huán)顯示不同的信號(hào)。

　　基本輸入輸出系統(tǒng)。在某些情況下，BIOS可以被視為嵌入式操作系統(tǒng)，因?yàn)樗鞘古_(tái)式計(jì)算機(jī)更復(fù)雜的操作系統(tǒng)能夠與計(jì)算機(jī)硬件交互的固件。

　　嵌入式系統(tǒng)包含硬件組件，嵌入式操作系統(tǒng)將這些硬件組件組織起來(lái)為更大的設(shè)備執(zhí)行任務(wù)。

　　嵌入式操作系統(tǒng)的類(lèi)型

　　嵌入式操作系統(tǒng)專(zhuān)為它們將執(zhí)行的任務(wù)而設(shè)計(jì)。各種類(lèi)型的操作系統(tǒng)包括：

　　多任務(wù)操作系統(tǒng)。一個(gè)多任務(wù)操作系統(tǒng)可以同時(shí)執(zhí)行多項(xiàng)任務(wù)。它使用作業(yè)調(diào)度來(lái)執(zhí)行基本任務(wù)。例如，手機(jī)操作系統(tǒng)在多個(gè)任務(wù)之間分配CPU 資源。

　　實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是反應(yīng)性的。它在收到輸入時(shí)進(jìn)行處理，并在特定時(shí)間范圍內(nèi)做出響應(yīng)。如果響應(yīng)時(shí)間超出指定的時(shí)間段，系統(tǒng)可能會(huì)失敗。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)有時(shí)使用速率單調(diào)調(diào)度，它為任務(wù)分配優(yōu)先級(jí)。

　　單回路控制系統(tǒng)。這種類(lèi)型的嵌入式操作系統(tǒng)對(duì)單個(gè)變量進(jìn)行控制。一個(gè)例子是智能家居中的溫度控制。智能恒溫器會(huì)測(cè)量房屋內(nèi)的溫度，如果超過(guò)用戶(hù)設(shè)置的限制，則會(huì)關(guān)閉暖氣。