国际电气和电子工程师协会（IEEE）对嵌入式系统的定义：“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。这主要是从应用对象上加以定义，从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，它还涵盖了机械等附属装置。
国内普遍认同的嵌入式系统的定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。
可以这样认为，嵌入式系统是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都由单个程序实现整个控制逻辑。
1．嵌入式系统的特点
从嵌入式系统的构成上看，嵌入式系统是集软硬件于一体的、可独立工作的计算机系统；从外观上看，嵌入式系统像一个“可编程”的电子“器件”；从功能上看，嵌入式系统是对宿主对象进行控制，使其具有“智能”的控制器。从应用的角度看，嵌入式系统与通用计算机系统相比，有如下特点：
1）系统内核小、功耗低
由于嵌入式系统一般应用于小型电子装置，系统资源相对有限，所以内核较传统的操作系统要小得多。比如ENEA公司的OSE分布式系统，内核只有5KB，而Windows的内核则要大得多。
2）专用性强
嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植。
即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化和增减，不断进行修改。
这种修改和通用软件的“升级”是完全不同的概念。
3）可裁剪性好
针对不同的任务，往往需要对系统进行较大的裁剪，仅保留完成任务必须的硬件和软件，确保系统的经济型和实效性。
嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分，不要求其在功能设计及实现上过于复杂，这样一方面利于控制系统成本，同时也利于实现系统安全。
4）可靠性高、实时性高
这是对嵌入式软件的基本要求，而且软件要求固态存储，以提高速度。软件代码要求高质量和高可靠性、高实时性。
5）嵌入式软件的开发走向标准化
嵌入式系统的应用程序可以没有操作系统直接在芯片上运行。
为了合理地调度多任务，利用系统资源、系统函数以及和专家库函数接口，用户必须自行选配RTOS（Real－Time Operating System）开发平台，这样才能保证程序执行的实时性、可靠性，并缩短开发时间，保障软件质量。
2．嵌入式系统的体系结构
1）硬件平台
嵌入式系统的核心部件是各种类型的嵌入式处理器，嵌入式开发硬件平台的选择主要是嵌入式处理器的选择。在一个系统中使用什么样的嵌入式处理器内核主要取决于应用的领域、用户的需求、成本、开发的难易程度等因素。确定了嵌入式处理器内核以后，就要考虑系统外围设备的需求情况，以选择一款合适的处理器。对于外围设备应考虑：总线的需求、有没有通用串行接口、是否需要USB总线、有没有以太网接口、系统内部是否需要I2C总线和SPI总线、音频D/A连接的IIS总线、外设接口，系统是否需要A/D或D/A转换器，系统是否需要I/O控制接口等。另外，还要考虑处理器的寻址空间，有没有片上的Flash存储器，处理器是否容易调试和仿真以及调试工具的成本和易用性等相关信息。在实际过程中，挑选最好的硬件是一项很复杂的工作，充满着各种干扰，包括其他工程的影响以及完整或准确的信息的缺失等。嵌入式开发硬件平台如图8-31所示。
图8-31 嵌入式开发硬件平台
2）嵌入式操作系统
实时嵌入式系统的种类繁多，大体上可分为两种：商用型和免费型。商用型的实时操作系统功能稳定、可靠，有完善的技术支持和售后服务，但往往价格昂贵。免费型的实时操作系统在价格方面具有优势，目前主要有Linux和μc/OS。不管选用什么样的系统，都要考虑操作系统的硬件支持程度、开发工具的支持程度和其能否满足应用需求。
由此可见，选择一款既能满足应用需求，性价比又最佳的实时操作系统，对开发工作的顺利开展意义重大。
自从物联网概念在美国诞生，嵌入式系统就成为物联网技术的重要组成部分。
如果把物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络就是神经系统，用来传递信息，嵌入式系统则是人的大脑，它在接收到信息后要对其进行分类处理。这个例子形象地描述了嵌入式系统在物联网行业应用中的位置与作用。嵌入式网关如图8-32所示。
嵌入式系统服务在绿色农业、工业监控、移动医疗、移动办公、军工协同、公共安全、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通和环境监测、智能电网监控等行业均有应用的案例。
图8-32 嵌入式网关
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