嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為核心。軟硬件可裁減，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性能嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它是集軟、硬件于一體的可獨(dú)立工作的“器件”。

　　從20世紀(jì)七十年代單片機(jī)的出現(xiàn)到各式各樣的嵌入式微處理器，微控制器的大規(guī)模應(yīng)用，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)有了近30年的發(fā)展歷史。

　　嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn)最初是基于單片機(jī)的。70年代單片機(jī)的出現(xiàn)，使得汽車、家電、工業(yè)機(jī)器、通信裝置以及成千上萬(wàn)種產(chǎn)品可以通過(guò)內(nèi)嵌電子裝置來(lái)獲得更佳的使用性能：更容易使用、更快、更便宜。這些裝置已經(jīng)初步具備了嵌入式的應(yīng)用特點(diǎn)，但是這時(shí)的應(yīng)用只是使用8位的芯片，執(zhí)行一些單線程的程序，還談不上“系統(tǒng)”的概念。

　　最早的單片機(jī)是Intel公司的8048，它出現(xiàn)在1976年。Motorola同時(shí)推出了68HC05，Zilog公司推出了Z80系列，這些早期的單片機(jī)均含有256字節(jié)的RAM、4K的ROM、4個(gè)8位并口、1個(gè)全雙工串行口、兩個(gè)16位定時(shí)器。之后在80年代初，Intel又進(jìn)一步完善了8048，在它的基礎(chǔ)上研制成功了8051，這在單片機(jī)的歷史上是值得紀(jì)念的一頁(yè)，迄今為止，51系列的單片機(jī)仍然是最為成功的單片機(jī)芯片，在各種產(chǎn)品中有著非常廣泛的應(yīng)用。

　　從80年代早期開始，嵌入式系統(tǒng)的程序員開始用商業(yè)級(jí)的“操作系統(tǒng)”編寫嵌入式應(yīng)用軟件，這使得可以獲取更短的開發(fā)周期，更低的開發(fā)資金和更高的開發(fā)效率，“嵌入式系統(tǒng)”真正出現(xiàn)了。確切點(diǎn)說(shuō)，這個(gè)時(shí)候的操作系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)時(shí)核，這個(gè)實(shí)時(shí)核包含了許多傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的特征，包括任務(wù)管理、任務(wù)間通訊、同步與相互排斥、中斷支持、內(nèi)存管理等功能。

　　其中比較著名的有ReadySystem公司的VRTX、Integrated System Incorporation(ISI)的PSOS和IMG的VxWorks、QNX公司的QNX等。這些嵌入式操作系統(tǒng)都具有嵌入式的典型特點(diǎn)：它們均采用占先式的調(diào)度，響應(yīng)的時(shí)間很短，任務(wù)執(zhí)行的時(shí)間可以確定；系統(tǒng)內(nèi)核很小，具有可裁剪，可擴(kuò)充和可移植性，可以移植到各種處理器上；較強(qiáng)的實(shí)時(shí)和可靠性，適合嵌入式應(yīng)用。這些嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，使得應(yīng)用開發(fā)人員得以從小范圍的開發(fā)解放出來(lái)，同時(shí)也促使嵌入式有了更為廣闊的應(yīng)用空間。

　　90年代以后，隨著對(duì)實(shí)時(shí)性要求的提高，軟件規(guī)模不斷上升，實(shí)時(shí)核逐漸發(fā)展為實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)（RTOS），并作為一種軟件平臺(tái)逐步成為目前國(guó)際嵌入式系統(tǒng)的主流。這時(shí)候更多的公司看到了嵌入式系統(tǒng)的廣闊發(fā)展前景，開始大力發(fā)展自己的嵌入式操作系統(tǒng)。除了上面的幾家老牌公司以外，還出現(xiàn)了PalmOS，WinCE，嵌入式Linux，Lynx，Nucleux，以及國(guó)內(nèi)的Hopen，DeltaOs等嵌入式操作系統(tǒng)。隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展前景日益廣闊，相信會(huì)有更多的嵌入式操作系統(tǒng)軟件出現(xiàn)。

　　1.高度分散不易壟斷的工業(yè)

　　通用計(jì)算機(jī)行業(yè)是壟斷的，芯片基本上是出自Intel和AMD等幾家著名公司，幾乎每臺(tái)計(jì)算機(jī)必備的操作系統(tǒng)都是Microsoft的Windows操作系統(tǒng)系列，文本編輯器基本都是Word版本的文字處理器。然而，由于嵌入式系統(tǒng)有各自不同的應(yīng)用領(lǐng)域，因而給各個(gè)行業(yè)中、小規(guī)模嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用程序的開發(fā)留下了很大的擴(kuò)展空間，并且由于各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域在不斷發(fā)展．對(duì)嵌入式處理器核心要求也在不斷變化，這些因素決定了嵌入式系統(tǒng)不易被壟斷。

　　2.產(chǎn)品具有穩(wěn)定性

　　嵌人式系統(tǒng)是面向用戶、面向企業(yè)的，因而嵌入式系統(tǒng)要求和具體應(yīng)用緊密結(jié)合在一起，對(duì)硬件和軟件都要根據(jù)用戶需要選擇。在保證軟件功能和軟件運(yùn)行速度的情況下，要盡量去除冗余．力爭(zhēng)用最小的硬件投入、最少的支撐軟件．滿足用戶的需求。

　　嵌人式系統(tǒng)硬件可裁減，主要考慮功能、成本、可靠性，去除所有的冗余，因而在成本價(jià)格和易用性上有競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。另外．嵌人式系統(tǒng)各行業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)和產(chǎn)品短期內(nèi)一般不會(huì)發(fā)生比較大的跳躍，具有相對(duì)穩(wěn)定的特點(diǎn)，因而嵌人式系統(tǒng)軟、硬件生命周期一般比較長(zhǎng)，與通用的軟、硬件系統(tǒng)比起來(lái)，具有價(jià)格便宜、發(fā)展穩(wěn)定的特點(diǎn)。

　　3.高效的軟件代碼和實(shí)時(shí)、多任務(wù)的操作系統(tǒng)

　　傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)，軟件主要存儲(chǔ)在硬盤上，嵌入式系統(tǒng)對(duì)速度和可靠性有較高的要求，因而嵌入式系統(tǒng)的軟件一般固化在ROM(只讀存儲(chǔ)器1芯片中，然后固化在主板上，并且由于ROM芯片存儲(chǔ)容量有限．因此嵌人式系統(tǒng)要求在保持執(zhí)行功能和速度的前提下．要盡量減少二進(jìn)制程序代碼的長(zhǎng)度。以節(jié)省只讀存儲(chǔ)器寶貴的存儲(chǔ)空間。

　　嵌入式計(jì)算機(jī)在接到指定任務(wù)后。必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)給出實(shí)時(shí)應(yīng)答．這是區(qū)別嵌人式計(jì)算機(jī)與通用計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要特征．實(shí)時(shí)性涉及到硬件的性能、軟件的中斷管理和調(diào)度算法等。

　　嵌入到惡劣環(huán)境中的系統(tǒng)和設(shè)備，除了要完成指定的任務(wù)．還要主動(dòng)去適應(yīng)環(huán)境的變化，如果不能及時(shí)處理這些外在因素帶來(lái)的問(wèn)題．這些嵌入式系統(tǒng)和設(shè)備就不能穩(wěn)定工作．基于上述原因，嵌入式系統(tǒng)要以多任務(wù)操作系統(tǒng)為平臺(tái)。

　　4.自主選擇軟、硬件及平臺(tái)

　　嵌入式系統(tǒng)沒有現(xiàn)存的軟、硬件設(shè)備，開發(fā)人員往往是各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的專家．專家們根據(jù)各個(gè)行業(yè)不同的應(yīng)用需求。以通用的計(jì)算機(jī)軟、硬件設(shè)備為基礎(chǔ)，再配合各種邏輯分析儀、混合信號(hào)示波器等，自主選擇多任務(wù)操作系統(tǒng)(WindowsCE，Unix，VxWorks，Linux)平臺(tái)，開發(fā)出實(shí)時(shí)、高速、易用及可靠的嵌人式系統(tǒng)軟件。

　　嵌入式系統(tǒng)技術(shù)具有非常廣闊的應(yīng)用前景，其應(yīng)用領(lǐng)域可以包括：

　　(1)工業(yè)控制

　　基于嵌入式芯片的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備將獲得長(zhǎng)足的發(fā)展，目前已經(jīng)有大量的8、16、32位嵌入式微控制器在應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)化是提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、減少人力資源主要途徑，如工業(yè)過(guò)程控制、數(shù)字機(jī)床、電力系統(tǒng)、電網(wǎng)安全、電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)、石油化工系統(tǒng)。就傳統(tǒng)的工業(yè)控制產(chǎn)品而言，低端型采用的往往是8位單片機(jī)。但是隨著技術(shù)的發(fā)展，32位、64位的處理器逐漸成為工業(yè)控制設(shè)備的核心，在未來(lái)幾年內(nèi)必將獲得長(zhǎng)足的發(fā)展。

　　(2)交通管理

　　在車輛導(dǎo)航、流量控制、信息監(jiān)測(cè)與汽車服務(wù)方面，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用，內(nèi)嵌GPS模塊，GSM模塊的移動(dòng)定位終端已經(jīng)在各種運(yùn)輸行業(yè)獲得了成功的使用。目前GPS設(shè)備已經(jīng)從尖端產(chǎn)品進(jìn)入了普通百姓的家庭，只需要幾千元，就可以隨時(shí)隨地找到你的位置。

　　(3)信息家電

　　這將稱為嵌入式系統(tǒng)最大的應(yīng)用領(lǐng)域，冰箱、空調(diào)等的網(wǎng)絡(luò)化、智能化將引領(lǐng)人們的生活步入一個(gè)嶄新的空間。即使你不在家里，也可以通過(guò)電話線、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。在這些設(shè)備中，嵌入式系統(tǒng)將大有用武之地。

　　(4)家庭智能管理

　　水、電、煤氣表的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表，安全防火、防盜系統(tǒng)，其中嵌有的專用控制芯片將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工檢查，并實(shí)現(xiàn)更高，更準(zhǔn)確和更安全的性能。目前在服務(wù)領(lǐng)域，如遠(yuǎn)程點(diǎn)菜器等已經(jīng)體現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。

　　(5)POS網(wǎng)絡(luò)

　　公共交通無(wú)接觸智能卡(Contactless Smartcard,CSC)發(fā)行系統(tǒng)，公共電話卡發(fā)行系統(tǒng)，自動(dòng)售貨機(jī)，各種智能ATM終端將全面走入人們的生活，到時(shí)手持一卡就可以行遍天下。

　　(6)環(huán)境工程

　　水文資料實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，防洪體系及水土質(zhì)量監(jiān)測(cè)、堤壩安全，地震監(jiān)測(cè)網(wǎng)，實(shí)時(shí)氣象信息網(wǎng)，水源和空氣污染監(jiān)測(cè)。在很多環(huán)境惡劣，地況復(fù)雜的地區(qū)，嵌入式系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)無(wú)人監(jiān)測(cè)。