智能嵌入技術(shù)-嵌入式技術(shù)
基本概念
嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶(hù)的應(yīng)用程序等四個(gè)部分組成，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。
基本特點(diǎn)
嵌入式系統(tǒng)一般指非PC系統(tǒng)，它包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器／微處理器、存儲(chǔ)器及外設(shè)器件和I／O端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件（OS）（要求實(shí)時(shí)和多任務(wù)操作）和應(yīng)用程序編程。有時(shí)設(shè)計(jì)人員把這兩種軟件組合在一起。應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運(yùn)作和行為；而操作系統(tǒng)控制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用。
1.嵌入式系統(tǒng)通常是面向特定應(yīng)用的 嵌入式CPU與通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在為特定用戶(hù)群設(shè)計(jì)的 系統(tǒng)中，它通常都具有低功耗、體積小、集成度高等特點(diǎn)，能夠把通用CPU中許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部，從而有利于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)趨于小型化，移動(dòng)能力大大增強(qiáng)，跟網(wǎng)絡(luò)的耦合也越來(lái)越緊密。
2.嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物。這一點(diǎn)就決定了它必然是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識(shí)集成系統(tǒng)。
3.嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計(jì)，量體裁衣、去除冗余，力爭(zhēng)在同樣的硅片面積上實(shí)現(xiàn)更高的性能，這樣才能在具體應(yīng)用中對(duì)處理器的選擇更具有競(jìng)爭(zhēng)力
4.嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起，它的升級(jí)換代也是和具體產(chǎn)品同步進(jìn)行，因此嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進(jìn)入市場(chǎng)，具有較長(zhǎng)的生命周期。
5.為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲(chǔ)器芯片或單片機(jī)本身中，而不是存貯于磁盤(pán)等載體中。
6.嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開(kāi)發(fā)能力，即使設(shè)計(jì)完成以后用戶(hù)通常也是不能對(duì)其中的程序功能進(jìn)行修改的，必須有一套開(kāi)發(fā)工具和環(huán)境才能進(jìn)行開(kāi)發(fā)。
智能嵌入技術(shù)-在家居中的應(yīng)用
控制器(MCU)已經(jīng)在家庭和工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到了應(yīng)用,通稱(chēng)嵌入式系統(tǒng),因?yàn)橛?jì)算機(jī)芯片是嵌入在有關(guān)的設(shè)備中的,沒(méi)有自己獨(dú)立的外殼。目前大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)還處于單獨(dú)應(yīng)用的階段,以MCU為核心,與一些監(jiān)測(cè)、伺服、指示設(shè)備配合實(shí)現(xiàn)一定的功能。Internet現(xiàn)已成為社會(huì)重要的基礎(chǔ)信息設(shè)施之一,是信息流通的重要渠道,如果嵌入式系統(tǒng)能夠連接到Internet上面,則可以方便、低廉地將信息傳送到幾乎世界上的任何一個(gè)地方。隨著嵌入式技術(shù)的不斷進(jìn)步和更廣泛的運(yùn)用,嵌入式系統(tǒng)在智能家居中的運(yùn)用也會(huì)隨之有更加廣闊的發(fā)展前景。
嵌入式技術(shù)的概念
嵌入式技術(shù)是將計(jì)算機(jī)作為一個(gè)信息處理部件,嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中的一種技術(shù),也就是說(shuō),它將軟件固化集成到硬件系統(tǒng)中,將硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)一體化。嵌入式具有軟件代碼小、高度自動(dòng)化和響應(yīng)速度快等特點(diǎn),因而進(jìn)入21世紀(jì)后其應(yīng)用越來(lái)越廣泛,例如,各種家用電器如電冰箱、自動(dòng)洗衣機(jī)、數(shù)字點(diǎn)電視機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等廣泛應(yīng)用這種技術(shù)。
嵌入式系統(tǒng)是指將應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)硬件集成在一起的系統(tǒng)。它以應(yīng)用為中心,以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),而且軟硬件可以裁剪,因而是能滿(mǎn)足應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積和功耗的嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)具有高度自動(dòng)化,可靠性高等特點(diǎn)。嵌入式系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩部分組成,嵌入式系統(tǒng)的硬件主要包括以下幾個(gè)模塊,嵌入式核心芯片(嵌入式微處理器、嵌入式微控制器、嵌入式數(shù)字信號(hào)處理器、嵌入式片上系統(tǒng)) 、存儲(chǔ)器、I/O 端口等。而嵌入式系統(tǒng)軟件由嵌入式操作系統(tǒng)和相應(yīng)的各種應(yīng)用程序構(gòu)成。有時(shí)把這兩種結(jié)合起來(lái),應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運(yùn)作和行為,而操作系統(tǒng)控制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用。
嵌入式核心芯片的特點(diǎn)
嵌入式的關(guān)鍵部分還在于核心芯片的選擇,嵌入式核心芯片的特點(diǎn)有:
(1) 可擴(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu),以能最迅速地開(kāi)展出滿(mǎn)足應(yīng)用的最高性能的嵌入式微處理器。
(2) 嵌入式微處理器必須功耗很低。
(3) 對(duì)實(shí)時(shí)多任務(wù)有很強(qiáng)的支持能力。
(4) 具有功能很強(qiáng)的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能。這是由于嵌入式系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)已模塊化,而為了避免在軟件模塊之間出現(xiàn)錯(cuò)誤的交叉作用,需要設(shè)計(jì)強(qiáng)大的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能,同時(shí)也有利于軟件診斷。
嵌入式技術(shù)在家庭智能控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
嵌入式技術(shù),在家庭智能控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,特別是DSP 的應(yīng)用和發(fā)展,使得系統(tǒng)的語(yǔ)音和圖像處理能力大大增強(qiáng),不僅可以最大限度地利用硬件投入,而且還避免了資源浪費(fèi)。嵌入式技術(shù)的應(yīng)用,使得系統(tǒng)的架構(gòu)更加清晰簡(jiǎn)捷。系統(tǒng)的軟件采用分層設(shè)計(jì),不僅方便維護(hù),而且大大提高了代碼的利用率, 縮短了開(kāi)發(fā)周期。此外,由于嵌入式技術(shù)是伴隨In2 性能,可以增加更多的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。嵌入式Internet 的廣泛應(yīng)用必將使家居控制變得更加自動(dòng)化、智能化和人性化。
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