2、嵌入式系统设计概述

嵌入式系统设计概述

1. 嵌入式系统革命

在过去几十年中，电子学领域经历了迅猛的发展。从电信到娱乐，从汽车到银行，我们日常生活的方方面面几乎都离不开电子组件。这些组件大多数是基于计算机的系统，但它们并不被用作或被感知为计算机。例如，它们通常没有键盘或显示屏与用户交互，也不运行标准操作系统和应用程序。有时，这些系统本身就是独立的产品（如手机），但通常它们嵌入到另一个系统中，为后者提供更好的功能和性能（如汽车的发动机控制单元）。我们称这些基于计算机的系统为嵌入式系统。

嵌入式电子的成功主要归因于摩尔定律带来的优势，即性能和功能的指数级增长，而成本却越来越低。这得益于集成电路技术和制造能力的进步，使得人们能够构建越来越复杂的设备，同时也得益于新设计方法的发展，使得人们能够高效且巧妙地使用这些设备。相比之下，传统的基于钢铁的机械发展在二十世纪中叶已经达到了一个平台期，因此它不再是创新的重要来源，除非与电子制造技术（微机电系统）或嵌入式系统相结合。

2. 嵌入式系统的实例

现实世界中有许多嵌入式系统的例子。例如，一辆现代汽车包含数十个电子组件（控制单元、传感器和执行器），它们执行非常不同的任务。最早的嵌入式系统与机械方面的控制有关，例如发动机控制、防抱死制动系统控制以及悬挂和传动控制。如今，汽车还拥有一些与机械方面不直接相关的组件，但主要与将汽车作为移动工具的使用或乘客的通信需求有关：导航系统、数字音频和视频播放器以及电话只是几个例子。此外，许多这样的嵌入式系统通过网络连接在一起，因为它们需要共享有关汽车状态的信息。

其他例子来自通信行业：手机是一种嵌入式系统，其环境是移动网络。这些是非常复杂的计算机，其主要任务是发送和接收语音，但目前也被用作个