嵌入式系统的优缺点

嵌入式系统，也称为集成系统，是硬件和软件的组合，旨在完成特定目标。 换句话说，嵌入式系统是一个围绕微控制器构建并旨在控制特定任务集的系统。 称为微控制器的小芯片执行与计算机处理器相似的任务。它包含内置的处理器、内存和用于输入输出的可编程外设。

换句话说，嵌入式计算机是一种安装在机械或电气设备内部的、可编程的小型计算机，用于使电气设备自动执行特定的职责或工作。嵌入式系统可以独立运行，也可以作为更大系统的一部分。通常，它是旨在执行或调节特定功能的大型系统的一个组成部分。

我们的日常生活现在已经融入了嵌入式系统的使用，无论是在我们的智能手表、自动洗衣机、数码相机、视频游戏机、DVD播放器、打印机还是汽车中。被用作一个系统。一个简单的例子是火灾报警器，这是一个嵌入式系统，其唯一功能是检测烟雾。

嵌入式系统类型

根据其功能和性能要求，嵌入式系统分为四种类型，如下所示：

1. 独立嵌入式系统

独立嵌入式设备不需要像计算机这样的主机系统。它可以完成自己的任务；它从输入端口接收模拟或数字输入，进行处理，执行计算和数据转换，然后通过连接的设备返回结果数据，该设备驱动、控制或显示数据。MP3播放器、数码相机、视频游戏机、微波炉和其他设备是独立嵌入式系统的例子。

2. 实时嵌入式系统

它们遵循严格的截止日期，并在需要的时间内完成给定工作时使用。软实时和硬实时系统从中分开。例如，在必须满足严格截止日期的工业机械中，使用硬实时系统。

在特定时间返回所需输出的系统称为实时嵌入式系统。不同类型的嵌入式系统都遵循任务完成的截止日期。软实时系统和硬实时系统是实时嵌入式系统的两个类别。

3. 网络嵌入式系统

为了访问资源，这种类型的嵌入式设备连接到网络。连接的网络可以是局域网、广域网或互联网。任何类型的连接，包括有线和无线，都是可能的。这部分嵌入式系统被认为是目前发展速度最快的。

一个称为嵌入式 Web 服务器的系统将所有嵌入式设备连接到 Web 服务器，允许 Web 浏览器查看和管理系统中的所有嵌入式设备。在家庭安全系统 Xplan 的局域网嵌入式系统中，所有传感器都相互连接并使用 TCP/IP 协议。

4. 移动嵌入式系统

便携式嵌入式设备，包括手机、移动设备、数码相机、MP3播放器、个人数字助理等，都使用移动嵌入式系统。内存和其他资源是这些设备的缺点。

嵌入式系统的基本组成部分

嵌入式系统通常由三个部分组成，如下所示：

1. 硬件： 主要组件，也称为微控制器、微处理器或芯片，是印刷电路板 (PCB) 上发现的几种组件之一。嵌入式系统的微处理器或微控制器取决于整个应用程序。

当系统需要更复杂地处理时，会使用微处理器，而不是微控制器，后者通常用于简单的任务。超过 90% 的嵌入式系统使用微控制器。微控制器包含自己的 CPU、RAM 和 ROM。

2. 软件： 它有时被称为主要是应用程序软件，因为在嵌入式系统中，微控制器和微处理器是专门为给定应用程序编程的。应用程序软件之所以这样称呼，是因为烧录到微控制器中的程序是为特定目标而创建的。

例如，安装在家用电磁炉中的微处理器专门控制电压，显示它，并用于设置定时器。洗衣机中的微处理器执行定时功能。这样，必须加载到每台机器微控制器中的软件取决于它的用途。

3. 操作系统：它也是软件，但它的用途与应用程序软件不同。较小类型的嵌入式系统不使用操作系统。但是，当工作复杂且必须完成多项操作时，会使用嵌入式系统的操作系统。

操作系统的工作是让一切协同工作，并使应用程序软件按预期运行。必须完成，并且必须提供确切的结果。

4. 大多数嵌入式系统运行在实时操作系统上，这意味着任何进程都不应超出逻辑或时间限制。

实时操作系统也有两种类型。

1. 软实时操作系统： - 软实时操作系统可防止在系统（如银行系统、证券交易所系统或 ATM 机）因任何原因发生故障时造成人员损失。
2. 硬实时操作系统： 故障可能导致人员损失的系统称为硬实时操作系统。例如，卫星、核电站和火车中使用的实时操作系统。

嵌入式系统特性

嵌入式系统的典型功能是一项持续的任务。例如，打印机仅用于打印文档。

• 它们在规定时间内完成所有任务。
• 嵌入式系统可以高效地完成工作。
• 嵌入式系统需要很少或不需要人工交互。
• 它以相对较少的电力运行。
• 由于它们始终能完美地完成任务，因此它们极其可靠。
• 嵌入式系统成本低廉。
• 它们需要很少的用户界面，并且非常易于操作。
• 嵌入式系统是任务和时间特定的，因为它们分别实时和被动地运行。实时指响应外部环境而产生的响应，而被动指基于输入或反应运行的响应。

嵌入式系统的优势

使用嵌入式系统的一些好处如下：

1. 成本：由于嵌入式系统被设计用于执行特定任务，并且不需要像通用计算机那样多的处理能力和内存，因此它们可能相对便宜。
2. 尺寸：嵌入式系统可以非常小巧，使其适用于空间有限的设备。
3. 可靠性：由于嵌入式系统经常用于关键系统并为特定目的而设计，因此它们可能非常可靠。
4. 效率：嵌入式系统能效高，适用于便携式电子设备和其他功耗问题相关的应用。
5. 定制：嵌入式系统提供高度的灵活性，可以根据其应用的独特要求进行定制。
6. 实时运行：许多嵌入式系统被设计成可以即时响应输入和事件，而不是按计划顺序响应。
7. 集成：嵌入式系统具有适应性，并且是许多不同类型应用的重要组成部分，因为它们可以轻松地与其他设备和系统集成。

嵌入式系统的劣势

此外，使用嵌入式系统也有一些缺点：

1. 资源有限：与通用计算机相比，嵌入式系统通常具有较少的处理能力、内存和其他资源，因为它们被设计用于执行特定任务。
2. 灵活性有限：由于嵌入式系统是为专业目的而设计的，因此它们的适应性不如通用计算机，并且可能难以满足不断变化或新的需求。
3. 编程难度：编程和调试嵌入式系统可能很困难，特别是对于不熟悉所用硬件和软件平台的人来说。
4. 标准化缺乏：嵌入式系统开发中缺乏标准可能会使开发人员难以处理各种不同的平台和工具。
5. 硬件依赖性：嵌入式系统有时与特定的硬件平台紧密耦合，这使得在不对硬件进行重大修改的情况下升级系统变得困难。
6. 支持有限：由于嵌入式系统是专业的，它们可能没有像通用计算机那样多的文档和支持，这使得开发人员在与它们合作时更难获得帮助和资源。

嵌入式系统在哪里使用？

嵌入式系统广泛应用于各种应用中，包括：

1. 消费电子产品：许多消费电子产品，包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑和智能电视，都采用了嵌入式系统。
2. 工业控制：嵌入式系统用于工业环境，以控制和监控设备和生产过程。
3. 交通运输：为了控制各种系统并提供导航和安全功能，嵌入式系统被用于交通运输系统，包括汽车、飞机和火车。
4. 医疗设备：在医疗设备中，嵌入式系统用于监控和管理关键功能，包括心脏起搏器、胰岛素泵和诊断工具。
5. 军事：嵌入式系统为军事硬件提供关键功能和可靠性，例如无人机、导弹和通信系统。顶部表单
6. 通信：为了控制和定向数据流，嵌入式系统被用于通信系统，包括路由器、交换机和调制解调器。
7. 能源：为了监控和管理能源的生产和分配，嵌入式系统被用于能源系统，包括太阳能电池板、风力涡轮机和智能电网系统。
8. 家庭自动化：为了控制和监控家中的各种电器和系统，如照明、供暖和安全，嵌入式系统被广泛使用。