基于嵌入式芯片设备将获得长足的发展
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近年来,随着 计算机技术及集成电路技术的发展,嵌入式技术日渐普及,在通讯、网络、工控、医疗、电子等领域发挥着越来越重要的作用。嵌入式系统无疑成为当前最热门最有发展前途的IT应用领域之一,随着信息化,智能化,网络化的发展,嵌入式系统技术也将获得广阔的发展空间。
嵌入式技术是以应用为中心,以计算机技术为基础的系统技术,把软件直接烧录在硬件里,而不是安装在外部储存介质上。即在已有的硬件上移植操作系统,让操作系统去管理软硬件资源,使软硬件耦合度降低,在操作系统之上做上层应用开发,在操作系统之下做底层开发。
嵌入式技术起源于单片机技术, 是各类数字化的电子、机电产品的核心,主要用于实现对硬件设备的控制、监视或管理等功能。进入21世纪计算机应用的各行各业中90%左右的开发将涉及到嵌入式开发。全球嵌入式软件市场年增长率超过12.5%,嵌入式系统带来的工业年产值达一万亿美无,未来三年嵌入式软件产业将保持40%以上的年复合增长率。
嵌入式技术是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统技术。嵌入式系统是一种包括硬件和软件的完整的计算机系统,它的定义是:“嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可剪裁,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗有严格要求的专用计算机系统。”嵌入式系统所用的计算机是嵌入到被控对象中的专用微处理器,但是功能比通用计算机专门化,具有通用计算机所不能具备的针对某个方面特别设计的、合适的运算速度、高可靠性和较低比较成本的专用计算机系统。
随着嵌入式系统的日益复杂,软件生态的复杂度、规模指数级增长,人工智能的落地更加速了软件生态复杂度的提升。软件工程、开源软件、软件质量将成为嵌入式软件的重点。尤其是应用在航空航天、汽车、金融等高安全领域的软件系统,安全性、可靠性、可信性的软件设计、认证尤为重要。国家在可信软件方面大量投入,在金融、互联网、航天等领域的应用软件开发取得了举世瞩目的成果。
嵌入式开发是在软件和硬件中间移植入操作系统。操作系统可以管理软件资源和硬件资源,实现软件和硬件之间的隔离,例如想要运行硬件中的摄像头,先让软件向操作系统发出相应的指令,由操作系统去控制硬件,硬件将数据返回给操作系统,操作系统再将数据返回给软件,这样我们在开发软件时就不需要去了解硬件的工作原理和构造,只要操作系统不发生变化,硬件的改变就不会影响到软件。
随着嵌入式系统在金融、飞机、汽车、核电等高安全领域应用日益广泛,对嵌入式系统的安全性、可靠性、可信任性提出更高要求。各行各业产生了各种软硬件研制规范、标准及过程管控体系,研制出相应的处理器和操作系统。随着应用复杂度的不断提升、嵌入式系统规模的不断扩大,满足安全性、可靠性、可信任性等特性的设计方法仍需进一步探索。应用将持续牵引嵌入式各项技术协同、可持续发展。
基于嵌入式芯片的工业自动化设备将获得长足的发展,目前已经有大量的8、16、32 位嵌入式微控制器在应用中,网络化是提高生产效率和产品质量、减少人力资源主要途径,如工业过程控制、数字机床、电力系统、电网安全、电网设备监测、石油化工系统。就传统的工业控制产品而言,低端型采用的往往是8位单片机。但是随着技术的发展,32位、64位的处理器逐渐成为工业控制设备的核心,在未来几年内必将获得长足的发展。