21、嵌入式与网络物理系统：概念、挑战与设计流程

嵌入式与网络物理系统：概念、挑战与设计流程

1. 嵌入式与网络物理系统概述

嵌入式和网络物理系统在当今信息与通信技术（ICT）领域占据着至关重要的地位。随着技术的不断发展，信息处理设备正朝着小型化和集成化的方向发展，嵌入式系统应运而生。它被定义为嵌入到更大产品中的信息处理系统，广泛应用于汽车、航空、医疗、消费电子等众多领域。

1.1 应用领域与示例

嵌入式和网络物理系统的应用领域十分广泛：
- 汽车电子 ：现代汽车包含大量电子系统，如安全气囊控制、发动机控制、防抱死制动系统（ABS）等，有助于减少对环境的影响。
- 航空电子 ：飞机的飞行控制、防撞和飞行员信息系统等依赖嵌入式系统，可降低排放。
- 铁路 ：与汽车和飞机类似，铁路系统的安全功能依赖嵌入式系统。
- 电信 ：手机等移动设备的射频（RF）设计、数字信号处理和低功耗设计是关键。
- 医疗保健 ：嵌入式系统可用于改善医疗服务，如智能医疗设备。
- 安全 ：可实现人员的安全识别和认证，如指纹传感器和人脸识别系统。
- 消费电子 ：视频和音频设备不断集成信息处理功能，如高清电视、多媒体手机等。
- 制造设备 ：传统上一直使用嵌入式系统，安全是关键因素。
- 智能建筑 ：可提高建筑舒适度、降低能耗并增