嵌入式系统课程论文

嵌入式系统

摘要

20世纪70年代，微处理器出现以后，随之就产生了嵌入式系统，其作为计算机应用的重要领域，已经深入到了社会的各行各业，越来越被人们所关注。本文对嵌入式系统的概念、分类、应用加以介绍，并且对于其在工业数控系统中的应用进行了简单的探讨。

关键字：嵌入式 工业

A survey on the embeded system

Abstract

In the 1970’s, after the appearing of the microprocessor, then there produced the embedded system, as the important fields of the computer application, which reaches deep into the society’s all aspects , attracted more and more attention of people. In this paper, the embedded system of the concept, classification and application were introduced, and briefly disscuss its application in the numerical control system in the industry.

Key words: embedded system industry

1、嵌入式系统的概念和分类

嵌入式系统是控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置），从中可以看出嵌入

式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。简单的说，嵌入式系统就是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

嵌入式系统通常由硬件和软件两部分组成。硬件包括处理器、微处理器、存储器以及外部设备；软件系统包括操作系统软件以及应用程序编程。简单的嵌入式系统由微控制器或单片机及嵌入式软件组成。其作为一种专用的计算机系统具有如下特点：1、功能专一：其一般都是专门为某一个特别的应用系统而设计的系统。2、结构紧凑，嵌入式系统以其小体积、高性能、低成本、低功耗著称，这就要求其必须具有紧凑的结构，从而使性能优化。3、智能灵活以及良好的实时性，其需要对外界发生的情况作出相应的即时的反应，并且根据计算的结果进行实时的控制。

嵌入式系统按照其大小形态可分为设备级嵌入式系统（工控机）、板级嵌入式系统（单板、模块）以及芯片级嵌入式系统。嵌入式系统与对应的对象系统密切相关，主要技术的发展方向是为了满足嵌入式应用要求，不断扩展对象系统要求的外围电路，从而形成满足对象系统要求的应用系统。因此，嵌入式系统作为一个专用计算机系统，会不断向计算机应用系统发展。

2、嵌入式系统的发展及应用

嵌入式系统起源于微型计算机时代，然而，微型计算机的体积、价位以及可靠性都无法满足广大对象系统的应用要求，因此，嵌入式系统逐渐的像芯片级发展，将计算机做在一个芯片上，从而满足多种多样的需求。进自20世纪90年代，嵌入式技术的研究全面展开以来，嵌入式系统得到了迅速的发展，并在社会上得到了广泛的应用。目前社会上的通信和电子类的消费产品都离不开嵌入式系统技术，嵌入式系统带来的工业产值已经超过了

1万亿美元，目前国际上已经有两百多种嵌入式操作系统，各种各样的开发工具以及应用于嵌入式开发的仪器设备更是不可胜数。

中国的嵌入式系统市场目前处于快速增长的时期，基于迅速发展的internet和廉价微处理器的基础上，嵌入式系统在我们的生活中形成了一个更大的应用领域，目前，其在消费电子、安全防务、汽车与电力系统电源管理技术的智能化以及工业控制上都有着广泛的应用。关于嵌入式系统应用方面的研究成果概述如下：在《基于ARM嵌入式系统煤矿井下生命可视化监测系统研究》中，深入地研究了ARM嵌入式系统在煤矿井下生命可视化中的应用，设计了ARM_Linux嵌入式系统Web控制方法。在《嵌入式系统及其在监控系统中应用研究》中，叙述了嵌入式系统在安控系统中的应用，并结合嵌入式系统与web技术实现了远程监控系统的设计。在《基于嵌人式的数控技术研究与实现》中，, 针对当前基于PC数控系统的结构和功能缺乏柔性、扩展不方便、资源利用不很充分、系统开放性不够等问题, 利用嵌人式、网络与通信技术, 提出了模块化、网络化嵌人式数控系统的概念和体系结构，实现了更便捷的远程控制与监测。

3、基于嵌入式的工业工程应用探讨

我们可以说工业与嵌入式技术之间是相辅相成的，工业工程的发展对嵌入式系统提出了新的要求，促进了嵌入式技术的发展，为嵌入式系统提供了更为广阔的发展空间。即嵌入式系统的发展是建立在工业工程的基础之上的，但是同时，工业工程的发展也离不开信息化的支持。

在本部分，将对工业中关于嵌入式系统的一个具体应用为背景来探讨嵌入式在工业工程中的重要作用。主要探讨嵌入式数控技术在工业控制中的应用。

数控技术是信息化与工业化相结合的一个产物，在工业工程中得到了充分的应用，随着嵌入式系统性能的不断提高，其在数控技术中的应用逐渐的成为人们研究的热点。在数控系统中，通常采用的是嵌入式中央数控单元ARM+DSP结构，嵌入式实时操作系统有效的解决了数控系统在实时多任务操作系统下所面临的问题，并且通过嵌入式web，我们可以更好的实现便捷的远程控制与监测的目标。由于嵌入式系统具有软硬件可剪裁以及软硬件协同设计的特点，从而使得嵌入式数控系统具有更好的可重构性和功能可扩展性，并且采用嵌入式系统，使得仿真简易，开发周期缩短。

4、总结

嵌入式系统具有良好的应用性、适应性和并行性，在多方面均可以得到应用，而给予嵌入式系统的研究对于工业会有重大意义，其可以为工业未来的云制造打下基础。

参考文献

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[2] 周祖德 嵌入式网络数控技术与系统 机械工程学报 2007,43（3）：2-6

[3] 韩清凯，邓庆绪，闻邦椿. 嵌入式技术应用：大型装备的智能化[J]. 数字制造科学，2005，3(1)：1-17.