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嵌入式技术与当今生活

2016-05-14王旭东

人间 2016年5期
关键词:电子技术科学技术

摘要:电子技术与我们的生活已经密不可分,越来越多电子器件的出现,使人们的生活进入电子时代,在大街上步行,可以看到各种各样的电子产品。这些电子产品或多或少与嵌入式技术有关,嵌入式技术成为了电子行业不可缺少的技术。科学技术改变了人们的生活,人们进入了嵌入式的时代。

关键词: 嵌入式技术;电子技术;科学技术

中图分类号:TP311.52 文献标识码:A 文章编号:1671-864X(2016)02-0000-02

近年来,随着计算机科学技术和互联网技术的高速发展,嵌入式的发展也进入了前所未有的“黄金阶段”。从最初的单内核芯片到现在的多内核芯片,从原来单一的操作系统到现在多种操作系统。

一、嵌入式技术的发展历史

由原来简单的嵌入式系统发展到现在,嵌入式的发展已经有几十年的历史了,早期的计算机由于只能在室内工作,许多需要专门控制的领域,计算机不能移动的去工作,所以产生了专用的微型计算机。微型处理内核的出现,扩大了计算机的使用领域,使得计算机走出了室内,开始在它特有的领域中发挥了巨大的作用。早期的微型处理器结构简单,没太多的编程功能,功能也很局限,不能进行复杂的操作。

由于计算技术的快速发展和大规模集成电路的出现,使得嵌入式微型计算机得到了广泛分运用。各种厂家纷纷生产单片机,尤其是经典的51单片机系列。然而随着微电子技术、EDA技术、大规模的集成电路等的飞快发展,给嵌入式技术的发展提供了更加有力的支持,人们不再满足于只是简单的去控制对象,而是对被控制对象的具体情况各个参数提出了更高的技术要求,8位经典的单片机技术,已经不能满足人们的某些需求,所以人们进一步开发了更高级的嵌入式系统。

二、嵌入式系统的组成与特点

通常,嵌入式系统有几个常用的模块组成,嵌入式处理器(它是嵌入式系统的核心器件)、外围设备(如存储器、接口、人机交互等)、嵌入式操作系统(主要负责管理)、应用软件。

嵌入式处理器是嵌入式系统的核心器件。由于嵌入式系统是嵌入在特定的对象中的。它主要把自己的任务集成在芯片内部。[1] 这样做,使得嵌入式系统更加小型化、高效率、更可靠。

外围设备有静态或动态的存储器还有非易失性存储器,非易失性存储器有可多次擦除、大容量、存储速度快、价格低等优点,所以在实际生活中得到了广泛的应用。

嵌入式应用行业所占的比例图

嵌入式性系统有好多特点。首先,它的专用性很强,都是针对特定的用户群。第二,它把电子技术、通信网络技术、半导体工艺、计算机技术等融合在一起。第三,它具体、安全、高效、可靠、稳定性好、功耗较低、代码小等优点。

三、嵌入式技术的操作系统

嵌入式技术有几个很明显的特点。比如:软硬件一体化、需要操作系统的支持、代码小、多样性、比较可靠。嵌入式系统是以应用为中心,能够完成控制、监视等功能为目标的专业系统。嵌入式与单片机的本质区别是嵌入式引入了操作系统。嵌入式技术是一门硬件和软件结合的技术,国外的嵌入式操作系统已经很成熟了。有许多优秀的操作系统产品,比如:QNX、 VxWorks、 Windows CE、嵌入式Linux等。[2]

2009年市场中各软件开发平台所占的比例

四、嵌入式技术在今后以及在我国的发展

随着电子技术和计算机技术的发展,嵌入式技术也越来越成熟。 嵌入式技术的发展决定了它的应用网络化、功能复杂化、智能化、多样化、硬件集约化和软件实时可以灵活裁剪的特点。伴随着电信网、互联网和GPS等技术的发展进一步推动了嵌入式技术应用在生活中运用和发展,操作系统软件技术的发展成熟,使得嵌入式硬件资源和软件资源的协调达到所用对象最好的标准。嵌入式系统正向多功能分布式的发展,硬件配置分布的小型化使其更多的接触具体的应用现成,部署范围更广,运算更分散,分布式软件系统使这一趋势更为明显并成为可能。[3] 当今时代,低能环保也成为我们生活的一大主题,因此低功耗的嵌入式技术也被人们提上了日程,比如低功耗的家电,低功耗的大型控制领域。所以在许多领域由于低功耗的嵌入式产品使得嵌入式在社会生活中得到了更加广泛分运用。低功耗嵌入式系统 为满足高可靠性要求,低功耗的系统将应运而生。由于在Java虚拟机和嵌入式Java开发嵌入式系统希望有一个方便的、跨平台的工具与语言,Java语言 能够用Java虚拟机实现Java程序独立于各机种的方便平台。经过努力,一个支持嵌入式系统开发的、足够快、足够小、又有足够确定性的嵌入式Java程序包已经出现,Java虚拟机与嵌入式Java将成为开发嵌入式系统的强有力有力工具。

嵌入式技术的多媒体化和网络化。随着多媒体技术飞快的发展,使得文字处理、音频视频、信息的处理水平越来越高,为嵌入式技术的多媒体化创造了有利的条件,使得嵌入式技术的多媒体化将变成现实。它在网络环境中的应用已是不可抗拒的潮流,并在以后的网络接入设备中占主导地位。 嵌入式系统与人工智能、嵌入式系统的智能化、模式识别技术的结合,将开发出各种更具人性化、智能化的嵌入式系统。[4]

我国电子技术起步比较晚,嵌入式在我国的发展历史也相当短暂。因为电子技术是从国外发展而来,毫无疑问我们需要借鉴国外的先进的嵌入式技术经验来开发研究嵌入式技术。同时我国需要自主的发展有自己特色的嵌入式技术。如今我国对于嵌入式系统这一块还是相对薄弱,许多嵌入式技术的开发工作还不能顺利完成。比如我们的自主研发的操作系统稳定、并发性等性能与国外的一些嵌入式操作系统相比,还有许多地方需要改进。我国作为发展中国家,要想能够在国际电子技术中有自己的市场,就要制定出自己的一套完整的嵌入式生产模型,当然外国优秀的的嵌入式技术我们也必须借鉴。低功耗、小型化、实时性高、单低成本、专用性好等成为未来嵌入式发展的新方向。

五、总结

在如今“电子化”的时代,嵌入式系统技术已经渗入到生活的方方面,如何在竞争激烈的嵌入式产业市场占领一席之地,需要付出巨大的努力。空调、冰箱、洗衣机、微波炉等家用电器是我们在嵌入式技术上要继续保持优势的行业,同时也要开发嵌入式技术在航天、医疗卫生、军事等方面的作用,让这门技术更好的服务我们的生活。这需要政府、企业、个人的共同努力。

参考文献:

[1]徐英慧,马忠梅,王磊,王琳.ARM9嵌入式系统设计基于——S3C2410与Linux[M].北京:北京航空航天大学出版社.2010.9

[2]孙纪坤,张小全编著.嵌入式系统开发技术详解[M].北京:人民邮电出版社,2006.8

[3]刘春玉.嵌入式技术与分布式计算应用研究[J].长江大学学报,2009(2)

[4]魏庆福,郑文波.嵌入式系统的技术发展和我们的机遇[J].自动化博览,2002.(4)

作者简介:王旭东,男,汉族,江苏徐州人,本科,西北民族大学,研究方向为通信工程。

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