今天小编为大家推荐《嵌入式电子信息论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。与传统的单片机相较而言，嵌入式电子信息系统的运行效率和运行可靠性更高，我国开始大量的对这一系统进行分析。新型的电子设备的研发已经形成了非常稳定的环境，而且方向也正确，在很多领域都开始使用嵌入式电子信息系统。嵌入式电子信息系统在开发的环节中，相关的流程更加复杂，而且需要硬件和软件设施，其在交通运输、航天航空等领域得到广泛应用，并且发挥着核心作用。
嵌入式电子信息论文 篇1：
嵌入式电子信息系统可靠度的完善措施
摘要：文章经过对嵌入式电子信息系统工作原理的分析，建立了嵌入式电子信息系统可靠度约束模型，优化了嵌入式电子信息系统的失效率、故障密度函数、可用度及平均寿命，并算出了最佳状态下的可靠度参数。实验结果表明：新的可靠度优化方法具有一定的实用性，提高了嵌入式系统的可用度、建模准确度及使用寿命，优化了嵌入式系统。
关键词：电子信息系统；嵌入式；优化措施；可靠度；约束模型 文献标识码：A
嵌入式是单片机的升级版，同时也是目前热门的研究领域。现如今电子设备的研发已经趋于稳定，嵌入式系统的应用范围也进一步扩大，所以嵌入式系统的研发过程逐渐趋于复杂化，系统所依托的软硬件技术也在飞速发展。将电子信息系统和嵌入式结合之后，其可以广泛运用于交通控制、国防建设、航天航空以及核电能源等安全的关键领域，发挥出无法代替的作用。嵌入式系统的可靠度无法确保的最主要原因是系统受到系统理论、开发技术及保障技术等因素的限制。正是由于这个原因，用户对于系统的可靠性便产生了很大的质疑，因此该领域受广大学者关注、亟待解决的问题即是如何提高嵌入式相关电子信息系统的可靠度。以此为基础，本文详尽探讨、分析嵌入式电子信息系统可靠度的完善措施。
1 系统可靠度问题的产生
外部需求日益增多和技术的不断增强，使得嵌入式系统的功能也得到了逐步扩展，系统规模日渐复杂与庞大，同时系统的故障率和缺陷也不断增多。图1所示为嵌入式电子信息系统的组成结构。嵌入式电子信息系统的硬件是影响其可靠度的主要因素。硬件的组成具有多样性的特点，一般的小系统仅有16kB的程序空间和1kB的数据空间；而一般的大系统其FLASHMEMORY可以达到32MB，SRAM可以达到128MB，原因是其一般都具有特定的应用目标；如果系统的实时性要求较高，则其需具备工作频率1GHz的64位处理器；I/O端口、外设器件及图形控制器等硬件部分的性能不同也会对系统的稳定性造成影响。计算机系统是利用硬盘来存取信息，而嵌入式电子信息系统则不同，其主要的存储介质是EEPROM、EPROM及闪存。大多数情况下，操作系统和应用程序共同组成了嵌入式电子信息系统的计算结构，其主要的功能是：为应用程序提供统一的系統接口，对计算中硬件存在的差异进行补平，完成任务调度、内存管理的控制，然而其软件的不稳定与硬件的不兼容均会导致可靠度降低。因为系统的应用程序需要在EOS基础上完成特定的任务，嵌入式系统本身自带ROM的容量有限，但是嵌入式电子信息系统本身却没有自举开发功能，因此用户就必须借助环境和一套开发工具进行二次开发，这也会降低系统的可靠度。经过上述分析可知，导致嵌入式电子信息系统可靠度不稳定的主要原因有：（1）硬件环境的不稳定。整个嵌入式电子信息系统中应用程序和操作系统的平台即为硬件环境，不同的应用程序对硬件环境的要求不同，导致了硬件环境的多样性，进而造成嵌入式电子信息系统可靠度的不稳定；（2）嵌入式操作系统的不稳定。操作系统可以完成嵌入式应用的控制和任务调度等核心功能，嵌入式芯片具有可配置、内核精简、相对稳定及与高层应用紧密关联等特点，但是芯片与系统兼容性上存在的较大问题，导致了可靠度的不稳定；（3）嵌入式应用程序的不稳定。即便操作系统提供了较为完整的嵌入式运行结构，但由于操作系统上的各个程序编程环境不相同，差异化的应用程序也会降低系统的可靠度。
2 系统可靠度优化建模
2.1 平均寿命的约束
衡量嵌入式电子信息系统可靠度的一个关键因素就是系统的平均使用寿命。设嵌入式电子信息系统的任意一个过程为，符合约束条件，对应的随机变量为，状态集为，且为正态分布，那么在状态已知的条件下，不会影响到系统中的条件概率，其只受到所处的状态的影响，所以可用来表示此时的平均寿
命，式中：t为系统工作时间。
2.2 失效率的约束与优化
嵌入式在某时间段内出现失效的概率就是嵌入式电子信息系统失效率的定义，失效的概率的计算方法如下：用系统工作了t时间后，单位时间段内发生失效的设备数比时刻t仍正常工作设备数，计算表达式为，式中：为失效设备数；为t时刻
仍正常工作的设备数。嵌入式系统的失效期可分为三个时期：早期失效期、偶然失效期、特定失效期。早期失效期的失效率相对较高，但可以利用内部调整的方法对其进行消除；偶然失效期是系统运行最稳定的时期，系统发生故障率较低且很稳定，该时期内系统发生的大部分失效是由于受到偶然因素（如突然过载等）的影响，且失效的概率较低；特定失效期大多是由系统的使用时间过长等因素造成的，如果能够预测发生损耗的时间，就可以进行及时调整以降低失效率。
2.3 故障密度函數的约束与优化
故障密度函数可以作为一项约束条件，原因是故障密度可以对嵌入式系统进行有效的检测。设为时刻t到时间段内系统发生故障的次数，为嵌入式电子信息系统的硬件总数，则式：即为嵌入式
电子信息系统的最小故障密度约束函数。为了减少系统故障次数，运用积分奇异性半解析处理方法对嵌入式电子信息系统的故障密度函数进行优化，经过优化的系统故障密度函数为。
2.4 可用度的优化
模型假设系统表示系统处于故障状态，系统表示系统处于可使用状态，则式表示此时系统的可用度模型，在得到可用度模型之后，利用积分对系统可用度进行优化，优化过后表示模型，对上述指标进行优化后，
可以其为基础建立嵌入式电子信息系统可靠度模型。设嵌入式电子信息系统的寿命和发生故障后的维修时间均呈现指数分布，则维修后的系统寿命分布不发生变化。因此式即为整个系统的可靠度数学模型，式中：k为非故障模块数量；B为系统的故障概率。
3 实验结果分析
3.1 可用度分析
由实验可知，在0～45min时间段内可用度一直呈现升高趋势，但在45min后突然开始下落，而且无法再次升高，导致其平均可用度约为32%；运用上述提出的可用度优化方法进行处理后，在0～35min时间段内，可用度的升高虽然较为缓慢，但在35min后却快速升高，而且没有二次下落，平均可用度提升到了57%，平均可用度提高了25%。
3.2 平均寿命
在系统消耗功率相同的前提条件下，使用上述的可靠度优化方法进行处理之后，其平均寿命一直处于波动状态，且总体平均寿命呈现下滑趋势。
3.3 故障率
在系统运行硬件配置相同的前提条件下，使用改进可靠度优化方法对实验进行分析，其故障率随着使用时间的增加而增加；使用上述所提出的方法时，虽然故障率也是随使用时间的增加而增加，但是其故障率增加有限。
3.4 失效率
运用改进的系统可靠度优化方法对失效率进行对比分析，其失效率一直处于波动状态，稳定性较差；使用上述的改进方法时，其失效率一直处于波动下落的状态，而且在70min之后再无升高，使其最终失效率降低到14%，因此此方法具有一定的优势。
4 结语
本文提出了一种有效的优化嵌入式电子信息系统可靠度的方法，经过对嵌入式电子信息系统的工作原理的分析，分别对嵌入式电子信息系统故障密度函数、可用度、平均寿命及失效率4个指标进行了优化。与传统方法相比，本文提出的可靠度优化方法具有一定的借鉴价值。
参考文献
[1] 庞斯棉.嵌入式电子时钟系统的设计与实现[J].电子测试，2015，（6）.
[2] 何炎祥，喻涛，陈勇，等.面向嵌入式系统绿色需求的数据分配方法[J].计算机研究与发展，2015，（1）.
作者简介：陈良（1986-），男，湖北黄冈人，供职于广东九联科技股份有限公司，研究方向：软件测试及管理。
（责任编辑：蒋建华）
作者：陈良
嵌入式电子信息论文 篇2：
嵌入式电子信息系统可靠度优化
与传统的单片机相较而言，嵌入式电子信息系统的运行效率和运行可靠性更高，我国开始大量的对这一系统进行分析。新型的电子设备的研发已经形成了非常稳定的环境，而且方向也正确，在很多领域都开始使用嵌入式电子信息系统。嵌入式电子信息系统在开发的环节中，相关的流程更加复杂，而且需要硬件和软件设施，其在交通运输、航天航空等领域得到广泛应用，并且发挥着核心作用。因此，提升嵌入式电子信息系统的可靠性成为必然。在嵌入式电子信息系统使用的环节中，在相关理论的支撑下，实践环节还存在局限性。嵌入式电子信息系统的可靠性还不能完全保障，引起了专家的关注。本文分析嵌入式电子信息系统可靠性的影响因素，并提出优化方式。
一、嵌入式电子信息系统的可靠度问题
嵌入式电子信息系统主要是由应用程序、处理单元、操作系统、电源和复位等构成，由于系统的硬件类型非常多，很多系统微小，只有1KB的存储空间，程序空间也非常有限。大系统的设计一般会结合特定的操作进行，SRAM可以达到128MB。在系统应用中，提出了实时性要求，需要系统的工作频率非常高，并且采用64位处理器，其他的硬件性能要结合系统本身进行分析。嵌入式电子信息系统与传统的计算机系统存在很大的差别，在信息存储中并不是采用硬盘的形式，一般都是采用EPROM进行存储，这是一种常见的闪存信息的方式。嵌入式电子信息系统的计算一般是在应用程序中完成，而且结合各類硬件进行计算辅助，要确保应用程序和系统的接口相同，对内存进行管理，还要完善数据的调度和控制。系统的硬件具有不兼容的特征，软件方面也存在不稳定的情况，导致嵌入式电子信息系统的可靠性不高。嵌入式电子信息系统的储存容量非常有限，在应用程序使用环节中，需要借助EOS，但是嵌入式电子信息系统的使用要结合具体的环境，导致系统在使用中可靠性不高。
二、影响嵌入式电子信息系统可靠度的因素
如今，嵌入式电子信息系统技术已经比较完善，而且很多行业都开始使用这项技术，嵌入式电子信息系统中的功能也实现了多元化发展，而且系统的开发规模也越来越大。然而，在嵌入式电子信息系统技术发展的同时，其故障率也在上升，并且出现了一些局限性。在嵌入式电子信息系统使用中，各类硬件设施对其可靠度产生决定性影响。一套完整的嵌入式电子信息系统有多个硬件设备构成，随机静态存储量非常大，闪存规模也在提升。不同的行业对嵌入式电子信息系统的应用要求提出了不同的建议，在很多行业中，要求系统具有实时性特征。
在计算机使用中，硬盘负责读取信息，嵌入式电子信息系统和计算机读取信息的方式存在很大的差异。在嵌入式电子信息系统中，通过闪存的方式读取信息。系统的计算结构结合了操作系统和引用程序。在嵌入式系统中，二者可以将统一的接口提供给应用程序，从而解决硬件功能的差异性。在具体的运行中，相关的流程非常复杂，如果软件的稳定性差，或者硬件的兼容性差，都会导致系统的可靠性降低。嵌入式电子信息系统的应用程序运行需要借助EOS，但是配置中的容量不足，导致系统在应用中的可靠性降低。
现在，嵌入式电子信息系统在实际的运行中，其可靠性差，主要是由于系统在运行中没有一个可靠的运行环境作为依托。在嵌入式电子信息系统中，运行应用程序和操作系统构成了系统运行的硬件环境，由于系统的应用程序之间的差异非常大，硬件环境的差异也非常大，硬件环境呈现出复杂性。嵌入式电子信息系统缺乏稳定的操作系统，在系统运行中，要对相关的应用进行管理，完成任务。然而，操作系统不完善，导致系统的主要功能不能有效的使用。很多嵌入式的芯片与系统不存在兼容性，导致系统运行的可靠性差。嵌入式电子信息系统的应用程序存在局限性，导致系统的结构不完整，编程环境变化大，给系统运行的稳定性产生一定的影响。
三、嵌入式电子信息系统可靠度优化模型
结合嵌入式电子信息系统可靠性影响因素的分析，提出优化方案。
（一）密度函数的优化
故障密度指的是嵌入式系统故障发生的概率，导致故障发生的风险等，因此，故障密度是一类可以约束的条件，通过对系统硬件的分析，对系统运行中故障发生的频率进行计算，获取故障约束函数，通过积分半解分析的方式，可以对系统故障密度进行完善，降低故障的发生率。
（二）失效率的优化
嵌入式电子信息系统的失效率主要是系统在运行中，某个时段会发生失效，系统在运行一段时间后，又能处于正常的运行状态。嵌入式电子信息系统运行中，早日失效率非常高，在对内部系统进行调整后，可以降低失效率。在失效期内系统发生的故障率明显提升，突发性过载会导致系统失效产生。特定的失效期一般是系统内部零件老化导致，系统使用时间过长，零部件已经产生了磨损和耗损。
（三）平均寿命优化
系统的平均寿命可以对嵌入式电子信息系统的可靠性进行评价，如果嵌入式电子信息系统运行处于随机状态，并且呈现正态式分布的环节，在状态集获取后，就能将变量改变，获得约束条件。结合约束条件，可以对系统的运行时间和平均寿命之间的关系进行分析，从而进行有针对性的寿命优化。
四、完善嵌入式电子信息系统可靠性的措施
（一）优化系统的框架设计
嵌入式电子信息系统本身具有高度的稳定性，但是系统框架设计比较繁琐，降低了可靠性。系统框架的复杂性，导致很多元件没有实际的功能。嵌入式电子信息系统中，框架设计的繁琐性是降低系统可靠性的最大因素。在繁琐的框架中，只要出现一点问题，就会导致整个系统都不能稳定的运行。在系统框架设计环节中，要简化系统框架的内容，从而提升系统运行的可靠性。在嵌入式系统中，繁琐的框架只会适得其反。要花费最少的时间和最低的成本，提升嵌入式电子信息系统的稳定性。在嵌入式电子信息系统中，简单的框架可以在系统升级中保持可靠性，也不会对其他模块的功能产生任何的影响。在设计中，应该结合系统应用的实际情况，设计合理的方案，提升嵌入式电子信息系统的稳定性。
（二）对系统进行严格测试
人类思维存在不全面的地方，无论思维多么精密的程序员都不能保证自己的设计完美。系统本身存在的漏洞会影响其运行的可靠性，要想防止这些漏洞对系统的运行产生影响，就要在程序设计中谨慎分析，对系统进行逐一检查。仅仅依靠设计分析和隐患的排查还是不够的，在系统完成设计后，应该进行严密的设计。在嵌入式电子信息系统设计完成后，应该先进行功能的测试。测试内容不仅仅包括程序员的测试，还要让第三方进行客观的测试。在测试过程中发现漏洞要及时修正，如果发现漏洞重复出现，要进行二次测试。在嵌入式电子信息系统测试中，要进行反复测试，直到漏洞不再出现才能结束测试。只有测试通过后，系统的前期开发阶段才算完成，系统才能在市场上推广。在测试中，要对重点环节反复强调，结合使用环境，在不同环境下进行测试，及时修复漏洞。
（三）实时监控系统的使用
在完成了对嵌入式电子信息系统的测试后，可以选择一些客户对系统进行试用。进行全面的外部测试。在外部测试完成后，如果没有发现问题，嵌入式电子信息系统可以在市场上大量使用。再全面的测试也只能排除部分漏洞，不能确保所有的漏洞都被排除。在系统运行后，由于用户使用的环境存在很大的差别，他们使用的方法也大相径庭，导致用户在系统使用中会发现一些测试中没有发现的问题。在系统的应用中，一些不易察觉的漏洞会给企业带来致命的影响，用户在嵌入式电子信息系统使用中，当发现系统存在不稳定性，应该第一时间处理。在系统处理中，找出系统漏洞产生的原因，做好记录工作，防止漏洞反复出现。在嵌入式电子信息系统英语中，提升系统的可靠性是一項长期工作，即使系统长时间没有出现漏洞，也不代表系统今后就不会出现漏洞。越是隐蔽的漏洞，对系统产生的危害越大。
（四）将系统的开发和运营交给技术人员
在系统开发环节中，专业的开发团队可以更好的完成开发工作。嵌入式电子信息系统的开发涉及到很多专业知识，专业的嵌入式电子信息系统团队在长期的实践中积累了大量的经验，他们在规定的时间内可以开发出高质量的系统。专业的系统开发人员对自己的行业非常了解，可以提升嵌入式电子信息系统的可靠性，确保开发的嵌入式电子信息系统的漏洞较少。对于那些经验欠缺的系统开发人员，可以不断的锻炼和提升，不断的成长，多向经验丰富的程序开发人员学习，从而促进系统的开发工作。
五、结语
如今，科学技术发展速度非常快，传统的单片机被嵌入式信息系统所吞没。嵌入式电子信息系统在可靠性层面上还存在一定的隐患，本文分析了系统可靠性隐患产生的因素，结合具体的模型的分析，提升系统的可靠度，完善了系统的测试，使得系统在各行各业得到大力的推广。
作者：刘小雷
嵌入式电子信息论文 篇3：
嵌入式计算机系统的发展与展望
[摘要]简述嵌入式计算机系统的基本概念与功能特点，介绍嵌入式计算机系统的结构组成，论述其相关硬件、软件技术的发展过程，并对我国嵌入式计算机系统的发展现状及趋势进行阐述。
[关键词]嵌入式计算机系统 嵌入式处理器 嵌入式操作系统
一、引言
我国拥有世界上最大潜力的嵌入式计算机系统消费市场，但目前在嵌入式计算机系统的设计、制造、应用经验以及人才培养等方面，仍远落后于世界先进水平。信息产业部在“十一五”期间将重点推进嵌入式计算机系统及相关产业的发展，因此，正确了解嵌入式计算机系统的组成与发展历史，探索研究我国嵌入式计算机系统的发展途径，抓住机遇、在实现信息化、智能化、网络化的进程中促进我国嵌入式计算机系统的快速发展，是我们面临的重要问题。
二、嵌入式计算机系统基本概念与组成
（一）嵌入式计算机系统的基本概念
嵌入式计算机系统在人们生活中的应用非常广泛，它存在的形式也复杂多变，甚至不为人们所察觉。它可能是电动玩具里一个小小的单片机系统；可能是MP3中的一个DSP系统；还可能是应用在大型工业设备中有着和通用PC机相似内核的微处理器系统。
嵌入式计算机系统通常具有体积小、结构紧凑、专用性强的特点，作为一个部件嵌入到应用系统中，利用计算机的数据处理与逻辑运算功能，完成信息处理、进程控制、输入输出等任务，使整个应用系统具有较高的智能性。
（二）嵌入式计算机系统的功能特点
嵌入式计算机系统汇集了计算机技术、半导体技术、电子技术及其他行业的具体应用，是一个多学科、不断创新的知识系统，又是一个以实际应用为目的的应用系统。嵌入式计算机系统一般具有以下的功能特点：
面向特定的应用，专用性强；体积小、功耗低、结构精简；硬件、软件紧密结合，且均可根据实际需求灵活剪裁、移植；软件固化存储，执行速度高，具有高实时性、多任务性；高性价比、高可靠性，资源开销小，与实际产品联系密切；不具备自举开发的能力，需要借助开发工具。
（三）嵌入式计算机系统的结构组成
嵌入式计算机系统主要由硬件和软件两部分组成。硬件部分的核心是嵌入式处理器，还包括一些必要的外围设备；软件部分一般包括嵌入式应用软件与嵌入式操作系统。
嵌入式处理器是嵌入式计算机系统的核心智能部件，体积小、功耗低，一般具有可扩展的处理器结构，能完成多任务且具有较短的中断响应时间。嵌入式应用软件一般固化在嵌入式计算机系统种，体现设计者的思想，是实现嵌入式计算机系统功能的关键。嵌入式操作系统是连接嵌入式处理器硬件与应用程序的底层系统程序，具有较强的实时性和多任务处理能力，简化了应用程序的开发。
三、嵌入式处理器的发展与现状
（一）嵌入式处理器的发展
嵌入式处理器起源于通用计算机时代，它的产生、发展与通用计算机密切相关，又拥有自己独特的嵌入式应用特点。从20世纪70年代开始，嵌入式处理器不断发展壮大，迅速将传统电子系统发展到了智能化的现代电子系统时代。
1. 以单片机为主导的发展时期。1971年11月，Intel公司推出了首款微处理器4004，成功地将算术运算器和控制器电路集成在一起，形成了单片微型计算机（SCM，Single Chip Microcomputer），嵌入式处理器的概念也随之出现[2]。
单片机的出现，有力地推动了嵌入式计算机系统在工业控制领域的广泛应用。随着80年代后集成电路工艺技术的不断发展和集成度的大幅提高，单片机的功能不断得到增强，类型也更复杂多样。根据不同的应用需求，许多单片机内部集成了存储器、信号转换电路（如：A/D、D/A等）、总线接口（如：SCI、SPI、CAN等）以及定时器、计数器、PWM输出等必要的功能和外设。此时的单片机体积大大减小、功耗进一步降低且片内资源更加丰富，更适合于工业智能控制，因此又被称为微控制器（MCU，Micro Controller Unit）。
2. 数字信号处理器DSP的广泛应用。数字信号处理（DSP，Digital Signal Processing）技术在数字化和信息化的发展进程中至关重要。有关DSP的理论算法研究开始于20世纪70年代，当时的嵌入式处理器技术并不能很好地满足DSP的算法要求，需要以分离元件来组成DSP的运算系统。1982年，美国德州仪器公司（TI，Texas Instruments）研制出了第一代真正意义上的DSP芯片，与其他嵌入式处理器不同，DSP在芯片内部采用程序和数据分开寻址的哈佛结构，设计了专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，具有很高的编译速度和指令执行速度，在数字滤波、FFT、语音处理、图像处理以及高端工业控制等领域获得了广泛的应用。
3. 微处理器的嵌入式演变。随着嵌入式计算机系统应用的不断深入，许多更为复杂、高端的系统对嵌入式处理器的性能提出了更高的要求。在某些应用中，可将通用计算机的微处理器进行适当的变化，保留与嵌入式应用相关的功能硬件，并根据需要增添其他的功能单元，制作成专用的嵌入式微处理器（MPU，Microprocessor Unit）（如386EX）。嵌入式微处理器一般为32位以上，拥有较高的性能，且成本低、可靠性高，广泛应用与中、高档嵌入式计算机系统中。
4. 嵌入式片上系统的发展。近些年来，超大规模集成电路工艺技术进一步发展，出现了更高集成度的综合性集成处理器，即单硅片嵌入式处理器（或嵌入式片上系统，SOC，System on Chip）。SOC以超深亚微米工艺和IP核复用技术为支撑，构建了一个可扩展、可重用的柔性系统。SOC实现了处理器硬件、软件的无缝结合，可直接在处理器片内嵌入操作系统的代码模块；还可以通过可编程逻辑技术，对处理器内部的部分电路结构进行现场编程，创建自己需要的硬件功能模块；同时，SOC利用基于平台的设计方法，可引用成熟的IP核，提高了设计效率，缩短了设计周期。
（二）嵌入式处理器的现状
经过几十年的不断发展，嵌入式处理器的种类已多达上千种，形成了30多个流行体系[3]，而各个知名厂家（Philips、Ti、Motorola、Intel、Atmel、Microchip等）仍在孜孜不倦地推出新的嵌入式处理器，以满足不同的嵌入式应用。
单片机领域：51系列仍占多数，但AVR、PIC等新兴产品正逐渐显现出优势，获得了广泛应用；DSP领域：TI公司获得了巨大成功，其产品已发展到了第五代、第六代，形成了TMS320C2000、C5000、C6000三大系列，而Intel、 Siemens以及Motolora的部分DSP也都拥有各自稳定的应用领域。嵌入式微处理领域：Am186、386EX、SC-400、Power PC、MIPS、ARM等系列产品持续占领着嵌入式处理器高端应用的市场。作为当前嵌入式处理器领域的热点之一，SOC的研制、应用也逐渐升温，较典型的如Philips的SmartXA，Motorola的M-Core等。
当今的嵌入式处理器已形成了微控制器（MCU）、数字信号处理器（DSP）、微处理器（MPU）及嵌入式片上系统（SOC）共存的时代。无论是功能简单的4位、8位单片机，还是各种DSP、ARM处理器以及SOC，都拥有自己独特的结构和功能，分别适用于不同领域的嵌入式计算机系统，共同满足了人们的实际需要。
四、嵌入式软件的发展与现状
（一）嵌入式软件的发展
嵌入式软件是嵌入式计算机系统的重要组成部分，也是嵌入式计算机系统设计创新和软件增值的关键因素。嵌入式软件以嵌入式处理器为硬件基础，支撑和控制着硬件系统的运行，体现了嵌入式计算机系统的智能性。与其他软件类似，嵌入式软件一般分为嵌入式应用软件和嵌入式操作系统。
1. 嵌入式应用软件。嵌入式应用软件一般直接面对应用实际，由产品开发者自己完成。在嵌入式计算机系统的早期应用或低端应用中，产品功能较为简单，通常只用来实现少数任务的循环控制，因此并不需要操作系统的支持。此时的嵌入式软件仅限于应用软件，表现为针对不同的嵌入式应用而编写的软件代码。
目前，大多数主流的嵌入式处理器都拥有同时支持汇编和C/C++语言的开发环境。在许多功能、任务相对简单的系统中，依靠科学的编程思想，可以方便地编写出具有较高质量、独立运行的嵌入式应用软件。
2. 嵌入式操作系统。嵌入式操作系统（Embedded Operating System）是与嵌入式应用软件配合、全方位增强其功能的嵌入式软件环境平台，是嵌入式计算机系统发展到一定阶段的产物，它从无到有，经历了简单监控式操作系统及通用嵌入式操作系统两个阶段。
嵌入式操作系统可分实时系统和分时系统两大类（如Windows CE2.0是一个多任务分时系统，而μC/OS-Ⅱ、RT-Linux则均为典型的实时操作系统）。在实际应用中，各种嵌入式计算机系统对外界事件反应时间的要求是不同的，如飞机、导弹上的控制系统，其事件处理的时限绝不能超过，而手机、掌上电脑的事件处理时限则有较大的弹性。因此，根据实时的程度，嵌入式操作系统又逐渐发展为硬实时系统和软实时系统。
嵌入式操作系统一般具有良好的实时任务处理能力；可移植、可剪裁、可配置；支持多处理器结构；能够高稳定、高可靠地运行，它大大提高了嵌入式软件的开发效率，增强了产品的功能。
（二）嵌入式软件的现状
嵌入式软件发展至今，其应用软件部分没有大的变化，依旧是针对着某一具体产品的开发，与产品共生共灭，缺乏重构性；而嵌入式操作系统则以其较强的功能和通用性，成为了嵌入式软件技术的热点。
目前，全球大概有几百种嵌入式操作系统，其中将近50％为应用者自行开发，应用范围较小，而另有一部分则被广泛地学习和运用，逐渐走向通用化。具有代表性的嵌入式操作系统有：Linux、Win CE、μC/OS-Ⅱ、Palm OS、VxWorks、PSOS、Nucleus、Spring Kernel等[4]。
五、我国嵌入式计算机系统的发展与探索
（一）我国嵌入式计算机系统的发展现状
嵌入式计算机系统工业的基础是以应用为中心的“芯片”设计和面向应用的软件产品开发，过去我国微电子产业、软件产业长期落后，导致了目前我国嵌入式计算机系统总体上发展较慢，与国际先进水平差距较大。
受国内微电子制造工业的限制，我国的集成电路芯片设计、制造业一直处于较低的水平，嵌入式处理器技术长期没有得到发展，直至今天，大多数低端的嵌入式处理器产品仍依赖进口。近年来，发展具有自主知识产权的嵌入式CPU已成为人们关注的热点，也出现了以“龙芯”为代表的处理器，但限于国内技术水平以及国外专利保护等技术壁垒，仍面临着巨大的困难和挑战。
嵌入式软件的研究受制造工业的影响较小，因此其发展较嵌入式处理器要好，但由于人才的缺乏，其技术水平及发展规模仍然不足。我国有关嵌入式操作系统的研究开始于1990年的DeltaOS，在随后的10多年中，涌现出了“女娲Hopen”、红旗Linux、eMotion、桑夏-2000、Delta OS等许多具有自主知识产权的嵌入式操作系统，但都产业化程度有限，进入市场时间较短。
目前，我国从事嵌入式计算机系统开发、研制的人才缺口巨大，高技术应用人才的严重缺乏已成为制约我国嵌入式计算机系统发展的又一瓶颈。一方面，我国各高校、研究院所专门从事微电子领域研究的人员较少，且限于工艺条件，大多从事基础理论研究、与实际应用偏离；另一方面，各高校的软件教育普遍以应用软件为主，专门开设嵌入式软件专业的极少，且缺乏实践机会。目前国内从事嵌入式计算机系统开发的人员大都从其他相关专业（计算机、自动控制、电子工程、通信工程等）转型而来，缺乏专门培养嵌入式计算机系统专业人才的教育平台。
（二）我国嵌入式计算机系统的发展展望
我国是世界上最有潜力的嵌入式计算机系统消费市场，也是最重要、发展最快的市场。在近年来国家政策的引导和支持下，世界电子信息产业的先进制造技术、设计技术不断向中国内地转移，我国的嵌入式计算机产业有了较大的进步。然而，要保持我国嵌入式计算机系统产业快速、良好地发展，必须构建完善的嵌入式系统产业链。一方面，从应用做起，大力发展嵌入式软件；另一方面，从芯片做起，加大微电子工业的投入，注重创新，开发具有自主知识产权的嵌入式处理器芯片。
近年来，我国分别在北京、上海、成都、杭州等地相继建立了微电子产业基地，国内集成电路芯片制造业初具规模，与此同时，各知名高校也陆续开设了微电子学院、软件学院等有利于培养专门的嵌入式计算机系统人才的相关专业，这必将有力地促进我国嵌入式计算机系统的发展。
根据我国当前嵌入式计算机系统领域的现状，在发展中应注意以下几个方面：
1. 加强人才培养。无论是嵌入式IC设计人才，还是嵌入式软件设计人才，我国目前都比较缺乏，人才缺口很大，应联合高校、专业培训机构及嵌入式计算机系统研发的相关企业，建立多渠道的人才培养体系，培养专门致力于嵌入式计算机系统研发人才。
2. 重视基础工业。依靠国家投资及引进外资，完善国内芯片制造业的成长环境，并以此建立国内IC产业基础，为嵌入式处理器的设计、制造打下良好的基础。
3. 发展自己的嵌入式CPU。嵌入式CPU是嵌入式计算机系统的核心基础，同时也是IC设计的高端技术，只有立足国内，自主创新，结合市场需求、发展具有自主知识产权的嵌入式CPU，才能从根本上摆脱长期依赖国外的尴尬情况，实现突破性的进展。
4. 注重技术创新及知识产权保护。嵌入式计算机系统应用广泛，技术更新迅速，只有不断创新，提出自己的标准、专利，并注重知识产权的保护，广泛拥有自己的专利技术、芯片以及操作系统，才能取得真正的发展。
5. 要切合实际，选准发展方向。由于我国嵌入式计算机系统产业整体起步较晚，因此，在国外众多大公司“先入为主 、一家独大”的局面下，必须合理地绕过国外的专利封锁，根据自己的实际能力，发展适合自己的方向。
（三）我国嵌入式计算机系统的发展方向
总体来看，在科学技术突飞猛进、创新精神备受推崇的今天，嵌入式计算机系统的发展将会更加迅速、更加深入人们的生活。发展我国的嵌入式计算机系统产业，除立足自身特点外，还应遵循市场需求，符合嵌入式计算机系统的发展方向。嵌入式计算机系统未来发展的趋势有以下几点：
1. 体积更小、功耗更低、效率更高且更加智能化；
2. 与网络、多媒体等技术的结合更加紧密，更加人性化；
3. 多学科综合的特点更加显著，进一步衍生出许多新兴技术；
4. 硬件、软件不再具有明显的区分，不断加深融合、趋于同化；
5. 建立开放的嵌入式服务平台，定制、开发、维护更加方便；
6. 价格不断降低、应用更加广泛，真正实现“无所不在的计算”。
六、结束语
嵌入式计算机系统是一个多学科综合的复杂系统，它综合了微电子技术、计算科学、软件工程、社会科学以及人类自身的主观因素，正在以其“无所不在”的“智能”改变着人们的生活，并逐渐成为人们生活不可缺少的一部分。因此，嵌入式计算机系统的发展必将有力地促进各个不同学科的交流与进步、提高国家整体的科技实力。随着“十五“计划以来国家在微电子产业和软件产业这两大领域的巨大投资与政策引导，我国的嵌入式计算机系统必将获得飞速的发展，逐步走向国际先进水平。
作者：于子萍