第一篇：嵌入式課程論文

研究生課程論文

論文題目: 無線傳感網絡中的定位算法綜述

學 院: 信息科學技術學院 專 業: 儀器儀表工程

班 級: 81430 學 號: 8143035 學生姓名：

沈天穎

二○一五 年 一 月 十 日

無線傳感器網絡（WSN）是一個多學科的研究領域，具有很廣泛的應用前景，其中，WSN的定位是非常重要的研究方向。本課程論主要對WSN定位研究進行了歸納和總結。將每種定位算法按照需不需要測距分為兩大類，而且在具體算法中討論了其以下幾個特征，包括：需要/不需要錨節點、集中式/分布式、固定/移動等。

質心定位算法

DV-Hop算法

MDS-MAP算法

分簇算法

改進的無線傳感器網絡節點定位算法

第二篇：嵌入式軟件測試課程論文選題

嵌入式軟件測試課程論文選題

1、嵌入式軟件測試與一般軟件測試之異同研究

2、嵌入式軟件的覆蓋測試策略的應用研究

3、基于案例的嵌入式系統軟件測試過程研究

4、各種系統測試技術的比較與選用研究

5、嵌入式軟件測試策略選擇原則的研究

6、基于多V模型的手機開發中的測試管理研究

7、嵌入式軟件開發中的測試管理綜述

8、軟件測試與軟件質量之間的關系研究

9、常用軟件測試工具的選取原則的研究

10、各類測試文檔編寫規則及實例分析

11、軟件質量評估技術的研究

第三篇：嵌入式論文

信息工程學院

課程設計報告書

專 業： 電子信息科學與技術 班 級： 0312412 學 號： 031241217 學生姓名： 肖文洲 指導教師： 劉三軍

計算機專業嵌入式系統課程的研究與實踐

【摘 要】隨著電子技術的發展，嵌入式技術成為當今信息技術發展的主流技術。嵌入式技術作為高校計算機專業的一個新方向已被許多學校采用。本文通過對嵌入式技術的分析，提出了嵌入式系統課程體系建設的基本方法，包括專業培養計劃、嵌入式系統教學實踐平臺建設以及嵌入式系統教學模式與教學方法創新等。【關鍵詞】嵌入式技術；研究與實踐；計算機專業

隨著電子技術和信息技術的快速發展及嵌入式硬件技術與軟件技術的不斷成熟，嵌入式系統的應用越來越廣泛，如智能家電、手機、汽車電子、網絡通信及電子娛樂產品等，隨之而來的是社會對嵌入式產品開發人才的需求也越來越多。因此，許多高校都開設了嵌入式系統開發方面的系列課程。由于嵌入式系統課程涉及的知識面寬、實踐性強，對實驗教學的要求較高，包括實驗教師、硬件配置、實驗項目的設置等。因此，作為對新技術研究和探索最活躍的群體，高等院校如何接受嵌入式技術帶來的挑戰，盡快開設嵌入式系統的相關理論與實驗課程，并逐漸形成較規范的教學體系已成為一個重要的研究課題。

一、嵌入式系統教學的特點

設置嵌入式系統課程的目的是讓未來的軟硬件開發人員了解和掌握必要的嵌入式系統設計方法的概念、方法和工具。同時由于嵌入式系統對其他學科領域的滲透，其他相關專業的學生也有學習該課程的需求與必要。如其他電子、自動化專業都可開設相應的選修課程，在某種程度上可以提升畢業學生的競爭力、就業率。嵌入式系統課程的教學內容應包括嵌入式系統體系結構、硬件構架、軟件編程及外圍設備接口和驅動等，注重培養學生的設計能力和軟件開發能力;盡量反映該領域近年來最新的理論與技術，使學生了解學科的最新發展。嵌入式系統課程的特點是涉及知識面廣、綜合性強、實踐性強，并且學科發展快，因而學習難度大，難以形成一個簡單明確的知識體系。同時該課程講授難度很大，它要求教師不僅具備一般的計算機系統的軟硬件知識，而且需要真正從事過嵌入式系統的開發實踐，才能對嵌入式系統中的實時性等抽象概念和系統調試過程有感性認識。嵌入式系統教學主要有以下三個特點:(1)基礎性。嵌入式系統技術涉及多個專業，如計算機工程、軟件工程、工業自動控制、機電工程、精密儀器和電子工程等，嵌入式技術與各個專業相互滲透融合，將逐漸形成新的學科研究方向，因此，嵌入式系統可作為上述各專業的基礎平臺課，以強化專業基礎知識。(2)綜合性。嵌入式系統是軟件和硬件設計的完美結合。它涉及電子信息、計算機、自動控制等諸多專業相關課程的內容，如語言、微機原理、單片機設計和操作系統等課程，有很強的綜合性，因此，可以有效地對學生進行綜合能力的培養。(3)實踐性。嵌入式系統是理論與實踐結合密切的課程。實驗是嵌入式系統課程的重要組成部分，缺乏實驗的嵌入式系統課程學習是紙上談兵，因此，學生必須通過大量的實驗和實踐環節，來加深對嵌入式系統理論知識的理解。

二、適合計算機專業的嵌入式系統課程體系

嵌入式系統涉及電子、計算機、自動控制等諸多專業知識，專業性強，包括了操作系統、微機原理、編程語言程序設計、計算機網絡和接口設計等內容，是軟件、硬件的完美結合。因此，嵌入式系統的設計原理與技術不是一門課程所能講授的，需要建立一個課程體系。

嵌入式系統本身就是計算機系統。從廣義上講，目前計算機科學與技術專業的課程體系中所設置的許多專業基礎課，比如數字邏輯、C/C++程序設計、計算機網絡等，對嵌入式系統設計的學習者來說同樣重要。在此，只從狹義的角度探討嵌入式系統的課程體系設置。

由于嵌入式系統涉及的知識面廣、應用層面廣，所以應針對嵌入式系統設計與應用的不同層面的需求，設置不同層面的課程體系。從狹義上劃分，嵌入式系統課程體系可以有以下三個不同的層面: 第一層面:針對將來只是應用嵌入式系統硬件、軟件平臺來進行二次開發的學生而言，應側重培養其基于某個嵌入式系統平臺上(包括硬件平臺和軟件平臺)進行應用系統設計和開發的能力。因此，針對這一層面的學生應開設以下幾門主要課程: 《嵌入式實時操作系統》：選取一個具體的操作系統比如uCLinux為例，講授嵌入式操作系統的原理及應用，重點介紹如何進行任務劃分、如何編寫I/ O驅動程序等。《嵌入式系統設計》：重點介紹嵌入式系統設計步驟、方法，重點介紹嵌入式應用軟件的開發技術，以及嵌入式系統的測試技術及軟件優化技術。《嵌入式網絡技術》：重點介紹基于嵌入式環境下的網絡通信技術及應用，比如I2C總線技術、USB接口技術、嵌入式Web技術等，掌握相關的通信技術及接口編程。

第二層面:針對將來從事嵌入式系統平臺設計及合作開發的學生而言，除需要學習上述三門課程外，還必須開設《嵌入式系統結構》課程。該課程重點介紹某個具有代表性的嵌入式CPU(如ARM系列)的系統結構、匯編指令系統、中斷管理機制、常用外圍接口，使學生掌握嵌入式平臺設計的基礎知識。前提是學生具備數字邏輯方面的相關基礎知識。對于與第一個層面相同的課程，其授課中重點也不完全一樣。比如，《嵌入式操作系統》課程可以嵌入式Linux為主，重點介紹進程調度、進程間通信、內存管理和I/O驅動機制等，使學生具備進行操作系統的裁剪、移植的基本能力。

第三層面:針對將來從事SOC(systemonChip)系統設計及開發的學生而言。主要課程有數字邏輯設計與應用、電子電路原理與PCB技術、EDA技術(FPGA設計及應用)、嵌入式系統結構、嵌入式操作系統等，偏重于底層的設計。

通過以上分析可以看出，第一層至第三層分別是嵌入式系統中由軟到硬、由高層至底層的三個不同應用層次，對應不同的知識結構需求。第一層偏軟，對底層的系統結構及接口等要求較低，是在當前比較容易實現的一個培養方向。在計算機本科專業中，軟件方向比較適合開展第一個層面的嵌入式系統教學，應用方向比較適合開展第二個層面的嵌入式系統的教學。根據以上分析，可以提出在計算機本科專業開設嵌入式系統方向需要參照的課程體 系:(1)專業基礎課:嵌入式系統概論、嵌入式系統原理與接口技術。(2)專業必修課:嵌入式操作系統、嵌入式系統應用設計。

(3)專業選修課:嵌入式網絡技術、嵌入式系統測試技術、嵌入式工程應用(即行業領域，如移動通信技術與應用、數字家庭網關技術等)、分布式嵌入式系統原理與設計等。

作為課程體系的一部分，實踐教學是嵌入式系統教學的關鍵。實踐教學設置的總體指導思想是:以培養創新動手能力為核心，建立“系統的多級課程實踐”的實驗體系，包含課程基礎實驗、課程設計、綜合項目設計;同時，以“項目為中心”設計多層次的集中實踐題目，各層次的題目難度不等，以適合不同層次的學生[4]。

(1)每門課保證至少30%以上的上機或實驗學時，完成基礎實驗項目。(2)至少有兩門課的課程設計(約兩周)，如ARM匯編程序設計、操作系統移植實驗、LCD/觸摸屏等接口實驗等等。(3)至少完成一個綜合課程設計(課余時間+綜合實訓時間共約40學時)，類似于一個簡單的工程項目，有設計、編程調試、性能測試等完整的步驟如手機游戲、校園導航、電子詞典、嵌入式WEB服務器等。

(4)校企合作，建立實習基地，聯合完成項目設計。

三、嵌入式系統課程體系在計算機專業的實踐

我們在分析了企業對嵌入式人才需求的基礎上，提出了“在計算機本科專業培養嵌入式系統人才”的具體實施方案，并在2007級、2008級本科生中進行了實踐。

該課程定位為實驗研究型。目標是通過嵌入式實驗平臺學習構建一個嵌入式系統的一般方法，熟悉一些常用的微處理器、存儲器、外設接口并學習軟硬件設計方法。掌握嵌入式操作系統，定制內核，編譯下載調試，編寫驅動程序和應用程序等，最后要求實現或部分實現一個具體嵌入式應用的解決方案，并在硬件平臺上實現出來。

課程的主要內容包括:(1)典型嵌入式系統的基本配置?硬/軟件綜合設計方法和流程?應用范例?(2)硬件環境微處理器?存儲器?I/O 口?外設接口和驅動?電源轉換和管理?總線?硬件調試?(3)嵌入式操作系統?操作系統內核?Linux 和uCLinux?任務和任務調度?實時 OS? GUI?API?文件系統等?(4)嵌入式網絡通過和計算機網絡結合, 開發基于網絡接的應用?(5)軟件開發過程?交叉編譯?鏈接調試?下載?板級支持包?(6)驅動程序?設備驅動機制?按鍵和觸摸屏驅動?網口驅動?紅外?USB 驅動?

實驗是嵌入式系統教學的一個比較重要的環節，實驗大綱的制定是保證課程教學大綱目標實現的一個重要環節，制定出符合學生實際的實驗大綱對計算機科學與技術專業培養目標的實現至關重要。按難易程度的不同，實驗內容分為兩個層次：基本實驗與綜合應用實驗。基本實驗目的是讓學生了解嵌入式軟件和硬件的一般開發環境與流程，進行基本的嵌入式程序開發。綜合應用實驗目的是讓學生綜合運用前面所學到的知識，按照指定的題目，自行設計開發嵌入式應用程序。基本實驗包括嵌入式軟件開發基礎實驗、人機接口實驗、通信與音頻接口實驗、簡單驅動程序實驗和嵌入式操作系統移植實驗等。對于綜合應用實驗，給出多個題目，選擇其一，學生也可以自選題目。設備選 擇 了 北 京 博 創 公 司 所 開 發 的PXA270教學實驗平臺,由于 PXA270 性能好,實驗開發板的外圍設備又很豐富，使得實驗選題更加靈活。

課程設計及畢業設計中對所學知識的運用與提高在理論學習結束后，學生對嵌入式系統開發的各個環節有了較深入的理解與掌握。我們的方法是在課程設計和畢業設計中深化學習。課程設計中，結合實驗用開發平臺，選擇了如MP3模擬控制系統等在實際中真正是嵌入式大行其道的應用領域。在畢業設計中，我們布置了諸如“嵌入式智能控制器”，“嵌入式音頻控制器”，“內核裁減”設計等工作，這些設計要求學生從軟硬件協同設計到軟硬件的測試方法等有深刻的掌握。還有組織學生參加大學生嵌入式設計競賽等教學活動。

四、結束語

隨著嵌入式應用的迅猛發展,企業對嵌入式人才需求的缺口越來越大,越來越多的高校開始加強嵌入式系統的教學和科研,培養更多的適應社會需求嵌入式系統人才。本文所設置的針對計算機本科專業的嵌入式系統課程體系,融合了企業的需求和計算機專業的特點,符合實際應用。針對兩年實踐中存在的問題,在以后的教學中將不斷完善。

參考文獻：

[1]田澤.嵌入式系統開發與應用教程[M].北京:北京航空航天大學出版社,2005.[2]符意德.嵌入式系統教學及實驗內容的探討[J].軍工高

[3]賈志平.嵌入式系統原理與接口技術[M].北京:清華大學出版社,2004.[4]柳翔.嵌入式軟件工程人才培養的探索與實踐[J].計算機教育,2005,5.

第四篇：嵌入式論文總結

嵌入式論文總結

所謂嵌入式系統(Embedded Systems)．實際上是“嵌入式計算機系統”的簡稱，它是相對于通用計算機系統而言的。在有些系統里也有計算機，但是計算機是作為某個專用系統中的一個部件而存在的。像這樣“嵌入”到更大、專用的系統中的計算機系統，稱之為“嵌入式計算機”、“嵌入式計算機系統”或“嵌入式系統”。

在日常生活中，早已存在許多嵌入式系統的應用，如天天必用的移動電話、帶在手腕上的電子表、烹調用的微波爐、辦公室里的打印機、汽車里的供油噴射控制系統和防抱死剎車系統(ABS)．以及現在流行的個人數字助理(PDA)、數碼相機、數碼攝像機等等，它們內部都有一個中央處理器CPU。

嵌入式系統無處不在，從家庭中的洗衣機、電冰箱、小汽車，到辦公室中的遠程會議系統等，都屬于可以使用嵌入式技術進行開發和改造的產品。嵌入式系統本身是一個相對模糊的定義，一個手持的MP3和一個P(:104的微型工業控制計算機都可以認為是嵌入式系統。根據英國電氣工程師協會(IEE)的定義：嵌入式系統是用來控制或監視機器、裝置或工廠等大規模系統的設備。可以看出此定義是扶應用上考慮的，嵌入式系統是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機電等附屬裝置。國內對嵌入式系統的一般定義是：以應用為中心．以計算機技術為基礎，軟硬件可裁剪，從而能夠適應實際應用中對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統。

嵌入式系統在應用數量上遠遠超過了各種通用計算機。一臺通用計算機的外部設備中就包含了5～10個嵌入式微處理器，鍵盤、硬盤、顯示器、Modem、網卡、聲卡、打印機、掃描儀、數碼相機、集線器等均是由嵌入式處理器進行控制的。在制造工業、過程控制、通信、儀器、儀表、汽車、船舶、航空、航天、軍事裝備、消費類產品等方面，嵌入式系統都有用武之地。在大型嵌入式應用系統中，為了使嵌入式開發更方便、快捷，需要具備一種穩定、安全的軟件模塊集合，用來管理存儲器分配、中斷處理、任務間通信和定時器響應，以及提供多任務處理等，這樣的軟件模塊集合就是嵌入式操作系統。嵌入式操作系統的引入大大擴展了嵌入式系的功能，方便了應用軟件的設計，但同時也占用了嵌入式系統的寶貴資源。一般在比較大型或多任務的應用場合．才考慮使用嵌入式操作系統。

早期的嵌入式系統幾乎都用于控制，或多或少都有些實時要求，所以從前“嵌入式操作系統”實際上是“實時操作系統”的代名詞。近年來，由于手持式計算機和掌上電腦等設備的出現，也有了許多不帶實時要求的嵌入式系統。另一方面，由于C:PU速度的提高，一些原先被認為是“實時”的反應速度現在已經很普遍了，以前需要在“實時操作系統”上才能實現的應用，現在己不難在常規的操作系統上實現。在這樣的背景下，“嵌入式操作系統”和“實時操作系統”就成了不同的概念和名詞

嵌入式系統是應用于特定環境下、面對專業領域的應用系統，不同于通用計算機系統的多樣化和適用性。它與通用計算機系統相比具有以下特點：

(l)嵌入式系統通常是面向特定應用的，一般都有實時要求。嵌入式處理器大多工作在為特定用戶群所設計的系統中，通常具有功耗低、體積小、集成度高、成本低等特點，從而使嵌入式系統的設計趨于小型化、專業化，同時移動能力大大增強，與網絡的耦合也越來越緊密。

(2)嵌入式系統是將先進的計算機技術、半導體工藝、電子技術和通信網絡技術與各領域的具體應用相結合的產物。這一特點決定了它必然是一個技術密集、資金密集、高度分散、不斷創新的知識集成系統。

(3)嵌入式系統與具體應用有機地結合在一起，其升級換代也與具體產品同步進行。因此，嵌入式系統產品一旦進入市場，一般具有較長的生命周期。

(4)嵌入式系統的硬件和軟件都必須高效率地設計，在保證穩定、安全、可靠的基礎上，量體裁衣，去除冗余，力爭在同樣的硅片面積上實現更高的性能。這樣，才能最大限度地降低應用成本。在縣體應用中，對處理器的選擇決定了產品的市場競爭力。(5)嵌入式系統常常還有減小功耗的要求。這一方面是為了省電，因為嵌入式系統往往以電池供電；另一方面是要減少發熱量，因為嵌入式系統中常常沒有風扇等排熱手段。

(6)可靠性與穩定性對于嵌入式系統有著特別重要的意義，所以即使邏輯上的系統結構相同，在物理組成上也會有所不同。由于對所用元器件（包括接插件、電源等等）的質量和可靠性要求都比較高，所以元器件的平均無故障時間MTBF-(Mean Time Between F-ailure)成為關鍵性的參數。此外，環境溫度也是需要重點考慮的參數。

嵌入式系統以應用為中心，強調體積和功能的可裁剪性，是以完成控制、監視等功能為目標的專用系統。在嵌入式應用系統中．執行任務的軟硬件都嵌入在實際的設備環境中，通過專門的I/()接口和外界交換信息。它們執行的任務程序一般不由用戶編制。

嵌入式系統主要用于各種信號處理與控制，目前己在國防、國民經濟及社會生活各領域普遍應用操作系統OS(Operation Systems)是一組計算機程序的集合，用來有效地控制和管理計算機的硬件和軟件資源，即合理地對資源進行調度，并為用戶提供方便的應用接口。它為應用ARM9嵌入式系統設支持軟件提供運行環境，即為程序開發者提供功能強、使用方便的開發環境。

從資源管理的角度，操作系統主要包含如下功能。1．處理器管理

對處理器進行分配，并對其運行進行有效的控制和管理。在多任務環境下，合理分配由任務共享的處理器，使CPU能滿足各程序運行的需要，提高處理器的利用率，并能在恰當的時候收回分配給某任務的處理器。處理器的分配和運行都是以進程為基本單位進行的，因此對處理器的管理可以歸結為對進程的管理，包括進程控制、進程同步、進程通信、作業調度和進程調度等。2．存儲器管理

存儲器管理的主要任務，是為多道程序的運行提供良好的環境，包括內存分配、內存保護、地址映射、內存擴充等。例如，為每道程序分配必要的內存空間，使它們各得其所，且不致因互相重疊而丟失信息；不因某道程序出現異常情況而破壞其他程序的運行；方便用戶使用存儲器；提高存儲器的利用率；能從邏輯上來擴充內存等。3．設備管理

完成用戶提出的設備請求，為用戶分配l/()設備；提高C.PU和l／()的利用率；提高l／()速度．方便用戶使用l/()設備。設備管理包括緩沖管理、設備分配、設備處理、形成虛擬邏輯設備等。4．文件管理

在計算機中，大量的程序和毅據是以文件的形式存放的。文件管理的主要任務就是對系統文件和用戶文件進行管理，方便用戶的使用，保證文件的安全性。文件管理包括對文件存儲空間的管理、目錄管理、文件的讀／寫管理以及文件的共享與保護等。

5．用戶接口

用戶與操作系統的接口是用戶能方便地使用操作系統的關鍵所在。用戶通常只需以命令形式和系統調用即程序接口形式與系統打交道。使用圖形用戶接口(GUI)．可以將文字、圖形和圖像集成在一起，用非常容易識別的圖標將系統的各種功能、應用程序和文件直觀地表示出來，用戶可以通過鼠標來獲取操作系統的服務。

隨著l_inux的迅速發展，嵌入式Linux現在已經有許多版本，包括強實時的嵌入式Linux（如新墨西哥工學院的RT-I_inux和堪薩斯大學的KURT-I_inux）和一般的嵌入式Linux(如riClinux和Pocket I。lnux等)。其中．RT-Iinux通過把通常的Iinux任務優先級設為最低，而所有的實時任務的優先級都高于它，以達到既兼容通常的I。Inux任務又保證強實時性能的目的。另一種常用的嵌入式Linux是riClinux．它是針對沒有MMU的處理器而設計的。它不能使用處理器的虛擬內存管理技術，對內存的訪問是直接的，所有程序中訪問的地址都是實際的物理地址。它專為嵌入式系統做了許多小型化的工作。

嵌入式系統與通用計算機在以下幾個方面有比較明顯的差別： 1．人機交互界面

嵌入式系統和通用計算機之間的最大區別就在于人機交互界面。嵌入式系統可能根本就不存在鍵盤、顯示器等設備，它所完成的事情也可能只是監視網絡情況或者傳感器的變化情況，并按照事先規定好的過程及時完成相應的處理任務。2．有限的功能

嵌入式系統的功能在設計時已經定制好，在開發完成投入使用之后就不再變化。系統將反復執行這些預定好的任務，而不像通用計算機那樣可以隨時運行新任務。雖然嵌入式操作系統可以添加新的任務，刪除舊的任務，但這樣的變化對嵌入式系統而言是關鍵性變化，有可能會對整個系統行為產生影響。3．時間關鍵性和穩定性

嵌入式系統可能要求實時響應，具有嚴格的時序性。同時，嵌入式系統還要求有非常可靠的穩定性。其工作環境可能非常惡劣，如高溫、高壓、低溫、潮濕等，這就要求在設計時考慮目標系統的工作環境，合理選擇硬件和保護措施。軟件穩定也是一個重要特征。軟件系統需要經過反復測試，達到預先規定的要求才能真正投入使用。

嵌入式軟件的開發與傳統軟件的開發有許多共同點，它繼承了許多傳統軟件的開發習慣。由于嵌入式軟件運行于特定昀目標應用環境，而該目標環境只針對特定的應用領域，所以嵌入式軟件的功能比較專一，只完成預期要完成的功能。出于對系統成本方面的考慮，應用系統的C:PU、存儲器、通信資源都恰到好處。嵌入式軟件的開發具有其自身的特點：

在Iinux的發展歷程中．Unix和Minix扮演著十分重要的角色。1990年，芬蘭人Unus 'ror-valds在赫爾辛基大學接觸到Unix；但是當時上機學習要排隊等候很長時間，所以I。inus購買了自己的PC機，希望安裝一個類似的操作系統。由于Unix的內核代碼不容易得到，所以他安裝了Minix。Minix是一個基于微內核技術的類似于Unix的操作系統，是Andrew Tanebaum教授利用業余時間開發的用于教學的操作系統。當時．Minix并不是完全免費的，而且Andrew Tane-baum教授不允許別人為Minix再加入其他東西，目的是為了教學的簡明扼要。

第五篇：嵌入式操作系統課程報告

華北水利水電大學

North China University of Water Resources and Electric Power

嵌入式操作系統課程報告

題目 嵌入式系統課程綜和論述

學 院 物理與電子學院

專 業 電子信息工程

姓 名 李天澤

學 號 201816516

組 員

完成時間 2020.12.22

目 錄

一、嵌入式系統的介紹

（1）、嵌入式系統的概念……………………………………3

（2）、嵌入式系統的特點……………………………………4

二、嵌入式系統的發展和應用……………………………5

三、總結和心得……………………………………………7

參考文獻……………………………………………7

附錄…………………………………………………8

摘要：

如今，嵌入式系統經過半個多實際的發展和革新，在各個產業都可以看見它的身影。在電子消費領域，它已經廣泛應用于手機、VCD、數字電視和路由器等常見家用電器和電子產品，或許在你的家里有著幾十甚至幾百個微型嵌入式計算機無時無刻地不在為你服務。

在工業控制方面，一輛豪華轎車的控制系統就包含著至少50個嵌入式微處理器，它們分布于火花塞、傳動軸和安全氣囊等等。而一架先進的飛機，一臺人造衛星就可能包含著幾十套嵌入式系統和上百臺微型嵌入式計算機，沒有這些裝載，飛機和衛星的控制系統就不能有效地工作，它們的導航系統就不能滿足嚴格的要求。

在通信領域也有著數不勝數的嵌入式系統的應用，由于帶寬網絡的發展，交換機、路由器和各種傳輸設備等都逐漸需要更多的嵌入式系統來滿足它們互聯的需求，而這些基于32位的嵌入式系統品種多樣，絕大多數都價格低廉，能夠為企業和家庭的網絡選擇提供更加廉價而多樣的方案。

一、嵌入式系統的介紹

1、嵌入式系統的概念：

上世紀的40年代人類社會誕生了當時最偉大的發明之一——計算機。1946年賓夕法尼亞大學研制出了世界上第一臺計算機“ENIAC”，吹響了人類向信息時代進發的號角。如今半個多世紀過去了，總體來看，計算機已經經歷了兩個大的發展階段:大型計算機階段和個人中小型計算機階段。而今后，計算機技術將邁入下一個充滿機遇和挑戰的新階段—— “無處不在的計算機”階段，即“后PC發展階段”。“無處不在的計算機”是指在數以千計乃至萬計的計算機之間彼此相互關聯，其與使用者的比例高達100%，這些計算機中包括有傳統的通用式計算機和嵌入式計算機，而后者占絕大多數，可以達到95%的比例。

施樂公司研究中心的主任Mark Weiser 認為:“以長遠的發展來看,PC和計算機工作站將逐漸衰落，因為計算機將會變得無處不在，它們會在墻上,在手腕上，在口袋里等等，計算機將會像手寫紙一樣,隨用隨取，伸手可得。”

目前全世界范圍的計算機研究者都在逐步形成一種共識，那就是在計算機將來的發展中，它必然不會成為像科幻電影中的那種會背叛人類，傷害人類的機械怪物，恰恰相反它們將變得小巧玲瓏而且無處不在。它們會出現在任何你能看的見、聽得到、摸得著的地方,功能強大而且隨處可用，這就是“無處不在的計算機”。

嵌入式計算機系統就是所謂的“看不見的計算機”，一般情況下它只是運行平臺，并不能作為獨立的開發平臺來使用。而且它不能夠被用戶編程,對用戶的I/O接口是專用的。所以不嚴謹地說：任意包含可編程計算機的設備而且這種設備不是作為通用計算機而設計的都可以稱作嵌入式系統。

時至今日嵌入式系統已經逐漸滲透到人們的日常生活中，但因為其不同的應用形式和相異的名稱，目前對嵌入式系統還沒有一個統一的定義。但一般認為，它有以下概念：

（1）嵌入式系統的中心是應用功能，基礎是計算機技術，其軟件和硬件可以裁剪，對應用系統的功能、可靠性、成本、體積大小和功率損耗都有十分嚴格的要求和指標。

（2）國際電氣和電子工程師協會認為嵌入式系統的定義是“Device used to control, monitor, or assist the operation of equipment , machinery or plants.”

（3）嵌入式系統是計算機技術、半導體技術、電子技術等與各個行業的具體應用相結合后的產物，是一個技術集中、資源集中、應用高度分散、技術不斷革新的集成系統。

2、嵌入式系統的特點：

1）嵌入式系統通常都是多樣的有特定應用功能的軟硬件綜合體，用于特定的任務,其硬件和軟件設計都是高效而簡潔的。其中嵌入式軟件的應用程序和操作程序是一體化的，不同于傳統的通用計算機操作系統和應用程序有著分明的界限。

2）嵌入式系統能夠受到多個處理器和體系結構的支持，不同于通用的計算機只能夠使用少數的處理器類型和體系結構。目前已經生產有上千種嵌人式微處理器和幾十種微處理器的體系結構，其中比較主流常見的有ARM,MIPS, PowerPC,X86和SuperH等。

4）嵌入式系統有實時性和可靠性的特點，其主要表現在：目前絕大多數實時操作系統都是嵌人式系統；嵌人式系統都有實時性的要求，其軟件通常都是固化或直接加載到內存中運行的，啟動十分快速

另外，嵌人式系統通常都有處錯能力和自動復位的功能,目前在絕大多數嵌式系統中都包含著用于保證系統運行可靠性的軟硬件處理機制，比如看門狗定時器和內存保護重啟機制等。

5）嵌入式系統通常都使用可以適應多種類型處理器、可裁剪量輕、實時性和可靠性高以及可以固化的。同嵌入式微處理器，嵌入式的操作系統也是多種多樣的，不僅可以支持多種處理器，還可以進行裁剪量輕來匹配應用的功能，而且規模較小，能夠節省資源等等。

二、嵌入式系統的發展和應用

第一代電子計算機體積大，耗電快，而且可靠性和實時性都無法滿足嵌入式計算的要求。到了20世紀60年代，由晶體管、磁芯存儲制造的第二代計算機開始用于航海航空等領域，它的CPU能夠處理從電子系統傳來的信號，具有了數據總線的一些基本特性。而與此同時，嵌人式計算機也逐步應用于工業和制造等方面。

至60年代末，采用集成電路的第三代計算機問世，1965年發射Gemini3號是人們第一次使用機載數字計算機。而后的阿波羅探測飛船則使用了嵌人式計算機系統來提供和保障人機的交互功能來用于引導飛行。1963年DEC公司推廣了第一臺商用小型機，它具有嵌入式系統的結構，具備單總線結構、高速寄存器和實時性、可靠性強的中斷系統以及交叉存取功能，標志著嵌入式系統的興起。

1971 年,英特爾公司成功推出了世界上第一片微處理器Intel 4004。它的體積小、質量輕、價格實惠、使用方便，在當時銷量很好，Intel公司將它進一步改進后推出了4位的微處理器4040和8位的8008。

1973-1977 年短短四年之間全球許多廠家推出了各種各樣的8位微處理器，其中比較流行的有英特爾公司的8080/ 8085系列，摩托羅拉公司的6800/6802系列，齊洛格公司的Z80和羅克韋爾公司的6502等。這些微處理器的廣泛應用為嵌入式系統開辟了廣闊的市場，促成了嵌入式系統的快速發展。計算機廠商開始以插件的形式為用戶提供所需的OEM產品，并構成符合用戶要求的微型控制計算機，嵌入到系統設備中。

嵌入式系統的大發展還要歸功于20世紀80年代軟件技術的進步。最初的嵌入式計算機的軟件都是十分專用的，其程序也只能用匯編語言來編寫，因此嵌入式系統的開發周期過長，效率太低，不利于廣泛地推廣和應用。得益于微電子技術的進步，嵌入式計算機的軟件開發不再局限于匯編語言，可以使用C或PL等高級語言，是編程更加多樣和簡潔化，加快了嵌入式系統的開發效率。時間步入20世紀90年代，當時對分布控制、柔性制造和數字通信電等技術有著巨大需求，而這種需求也刺激著嵌人式系統的軟硬技術的革新和發展，促進了嵌入式系統的應用擴大化。

如今，嵌入式系統經過半個多實際的發展和革新，在各個產業都可以看見它的身影。在電子消費領域，它已經廣泛應用于手機、VCD、數字電視和路由器等常見家用電器和電子產品，或許在你的家里有著幾十甚至幾百個微型嵌入式計算機無時無刻地不在為你服務。

在工業控制方面，一輛豪華轎車的控制系統就包含著至少50個嵌入式微處理器，它們分布于火花塞、傳動軸和安全氣囊等等。而一架先進的飛機，一臺人造衛星就可能包含著幾十套嵌入式系統和上百臺微型嵌入式計算機，沒有這些裝載，飛機和衛星的控制系統就不能有效地工作，它們的導航系統就不能滿足嚴格的要求。

在通信領域也有著數不勝數的嵌入式系統的應用，由于帶寬網絡的發展，交換機、路由器和各種傳輸設備等都逐漸需要更多的嵌入式系統來滿足它們互聯的需求，而這些基于32位的嵌入式系統品種多樣，絕大多數都價格低廉，能夠為企業和家庭的網絡選擇提供更加廉價而多樣的方案。

時至今日，嵌入式系統的應用已經從微至著，廣泛分布。但它還在不斷地更新發展，其構成的計算機也會變得更小巧，更靈敏，更高效，更智能，相信在未來的某一天，會如Mark Weiser所說的那樣：“它們會在墻上,在手腕上，在口袋里，就像手寫紙一樣,隨用隨取，伸手可得。”

三、總結和心得

嵌入式系統作為一門計算機開發的學科，有著不同于傳統通用計算機系統的特點和概念，具有獨特長處。同時它的應用遍布于電子消費、通信工程、工業控制和軍事國防等多種領域，其發展前景是非常廣闊的，是一門十分值得深入學習和研究的學科。

通過一個學期的學習，我了解了許多嵌入式實時操作系統的應用知識，比如“任務的管理和調度”、“同步、互斥與通信”以及“中斷和時間管理”等全新的理論知識，同時也通過多次的實驗操作理解了對嵌入式系統軟硬件工作方式和應用。所謂溫故而知新，通過撰寫課程報告，我對嵌入式系統的各個方面有了新的了解，大大提高了對這門學科的興趣，在今后的學習中，我也會更加深入地去學習這門課程的相關內容，豐富自己的知識領域，開闊眼界，掌握更多的技能，為自己將來的發展做好鋪墊。

參考文獻：

甄鵬------《嵌入式實時Linux的移植及應用技術的研究》2008，（02）

郭軍------《基于Petri網的嵌入式系統高層級設計方法與技術研究》2007,(04)

吳敏------《基于嵌入式的家庭網關控制平臺的研究與設計》2007,(05)

劉青云;焦鉻-------《嵌入式Web Service模型實現及應用》2019,(01)

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附錄

附查重報告：