1、嵌入式技術基礎調研報告班級姓名學號指導教師2015年06月15日10級機械電子工程系鄭州大學目錄一、對嵌入式的了解,2二、嵌入式系統組成,2三、嵌入式系統在生活中的應用,2四、從事嵌入式的優缺點一.從事嵌入式軟件開發的好處是,3二.從事嵌入式軟件開發的缺點是,4五、嵌入式系統的現狀分析，,，5一研究背景，,，5二嵌入式系統定義,5三嵌入式系統的組成,6四嵌入式系統的應用,7六、嵌入式系統人才需求,8七、嵌入式前景分析,9八、砍入式小結,12一、對嵌入式的了解嵌入式系統是一種“完全嵌入到受控器件內部，為特定應用而設計的專用計算機系統”。嵌入式系統定義為：以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟硬件可

2、裁剪，適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統。可以這樣認為，嵌入式系統是一種專用的計算機系統，作為裝置或設備的一部分。通常，嵌入式系統是一個控制程序存儲在ROM的嵌入式處理器控制板。事實上，所有帶有數字接口的設備，如手表、微波爐、錄像機、汽車等，都使用嵌入式系統，有些嵌入式系統還包含操作系統，但大多數嵌入式系統都是是由單個程序實現整個控制邏輯。嵌入式系統是相對桌面系統來講的，凡是帶有微處理器的專用軟硬件系統都可以稱為嵌入式系統。作為系統核心的微處理器又包括三類：微控制器（MCU>數字信號處理器（DSP）、嵌入式微處理器（MPU）。嵌入式比較準確一個定義如下

3、：系統以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。二、嵌入式系統組成一個嵌入式系統裝置一般都由嵌入式計算機系統和執行裝置組成，嵌入式計算機系統是整個嵌入式系統的核心，由硬件層、中間層、系統軟件層和應用軟件層組成。執行裝置也稱為被控對象，它可以接受嵌入式計算機系統發出的控制命令，執行所規定的操作或任務。執行裝置可以很簡單，如手機上的一個微小型的電機，當手機處于震動接收狀態時打開；也可以很復雜，如SONY智能機器狗，上面集成了多個微小型控制電機和多種傳感器，從而可以執行各種復雜的動作和感受各種狀態信息。三、嵌入式系統在生活

4、中的應用近幾年，嵌入式系統產品漸漸完善，并在全世界各行業得到廣泛應用。嵌入式系統產品的研制和應用已經成為我國信息化帶動工業化、工業化促進信息化發展的新的國民經濟增長點。隨著消費家電的智能化，嵌入式更顯重要，像第2頁我們平常見到的手機、PDA電子字典、可視電話、VCD/DVD/MP3Player數字相機（DC、數字攝像機（DV）、U-Disk、機頂盒（SetTopBox）、高清電視（HDTV、游戲機、智能玩具、交換機、路由器、數控設備或儀表、汽車電子、家電控制系統、醫療儀器、航天航空設備等等，都是典型的嵌入式系統。據預測，隨著Internet的迅速發展和廉價微處理器的出現，嵌入式系統將在日常生活

5、里形成更大的應用領域。四、從事嵌入式的優缺點一.從事嵌入式軟件開發的好處是：1 .目前國內外這方面的人都很稀缺。一方面，是因為這一領域入門門檻較高，不僅要懂較底層軟件（例如操作系統級、驅動程序級軟件），對軟件專業水平要求較高（嵌入式系統對軟件設計的時間和空間效率要求較高），而且必須懂得硬件的工作原理，所以非專業IT人員很難切入這一領域另一方面，是因為這一領域較新，目前發展太快，很多軟硬件技術出現時間不長或正在出現（如ARMfc理器、嵌入式操作系統、MPE激術、無線通信協議等），掌握這些新技術的人當然很少。嵌入式人才稀缺，身價自然就高，越有經驗價格就越高。其實嵌入式人才稀少根本原因可能是大多數人

6、無條件接觸這需要相應的嵌入式開發板和軟件另外需要有經驗的人進行指導開發流程。2 .與企業計算等應用軟件不同，嵌入式領域人才的工作強度通常低一些（但收入不低）。搞企業應用軟件的IT企業，這個用戶的系統搞完了，又得去搞下一個用戶的，而且每個用戶的需求和完成時間都得按客戶要求改變，往往疲于奔命，重復勞動。相比而言，搞嵌入式系統的公司，都有自己的產品計劃，按自己的節奏行事。所開發的產品通常是通用的，不會因客戶的不同而修改。一個產品型號開發完了，往往有較長一段空閑時間（或只是對軟件進行一些小修補），有時間進行充電和休整。另外，從事嵌入式軟件的每個人工作范圍相對狹窄，所涉及的專業技術范圍就是那些（ARMR

7、TOSMPEG802.11等），時間長了這些東西會越搞越有經驗，賣賣老本，幾句指導也夠讓那些初入道者琢磨半年的。若搞應用軟件，可能下一個客戶要換成一個完全不同的軟件開發平臺，那就苦了。3 .哪天若想創業，搞自已的產品，那么嵌入式是一個不錯的主意，這可不像應用軟件那樣容易被盜版。土木學院有一個叫啟明星的公司開發出一個好象叫“工程e”的掌上PDA施工技術人員用該PDAM當場進行土木概預算和其它土木計算，據說銷路特好。我認識的某大學老師，他開發的飯館用的點菜PDA（WinC中臺，可無線連網和上網），據他說銷路不錯，飯館點點PDA讓客戶點菜，多顯派頭檔次。我記得00級22班當年有一組同學在學Windo

8、ws程序設計課程時用VC設計了一個功能很強的點菜系統做為課程項目，當時真想建議他們將這個軟件做成PDA估計會有些銷路（上海火車站南廣場的Macdonald便使用很漂亮的PDA合用戶點食品，像摸像樣的）。這些PDA的硬件設計一般都是請其它公司給訂做（這叫“貼牌"：OEM）,都是通用的硬件，我們只管設計軟件就變成自己的產品了。二.從事嵌入式軟件開發的缺點是：1 .入門起點較高，所用到的技術往往都有一定難度，若軟硬件基礎不好，特別是操作系統級軟件功底不深，則可能不適于此行2 .這方面的企業數量要遠少于企業計算類企業。特別是從事嵌入式的小企業數量較多（小企業要搞自己的產品創業），知名大公司較

9、少（搞嵌入式的大公司主要有Intel、Motorola、TI、Philip、SamsungSony、Futjtum、Bell-Alcatel、意法半導體、Microtek、研華、華為、中興通信、上廣電等制造類企業）。這些企業的習慣思維方式是到電子、通信等偏硬專業找人。由于正規高校軟件學院以前畢業生以企業計算為主，所以正規高校軟件學院與這些企業聯系相對較少。正規高校軟件學院正積極努力，目前已與其中部分公司建立了聯系，爭取今后能有正規高校軟件學院同學到這些企業中實習或就業。3 .有少數公司經常要碩士以上的人搞嵌入式，主要是基于嵌入式的難度。但大多數公司也并無此要求，只要有經驗即可。五、嵌入式系統的

10、現狀分析一研究背景隨著信息技術的發展，我們經歷了PC時代，經歷著網絡時代，進而面向所謂的后PC時代。當前由于網絡與Intent的家庭化，使消費電子、計算機、通信（3C）趨于一體化，從人們在生活中使用的手機、PDA電視、電冰箱等民用電子與通信產品，到導彈、衛星通信、潛艇等軍用的控制核心，無一不打上了ES（Embeddedsystem）的烙印。而在后PC時代，信息家電、新一代手機乃至智能化大樓等新的應用更不可缺少這個核心技術。二嵌入式系統定義所謂嵌入式系統（EmbeddedSystem,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。在有些系統里也是計算機，但是計算機作為某個專

11、用系統中的一個部件而存在。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”。在日常的生活中，早已存在著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、防鎖死剎車系統（AB0,以及現在流行的個人數字助力（PDA、數碼相機、數碼攝像機等等，它們內部都有中央處理器CPU嵌入式系統無處不在，從家庭的洗衣機、電冰箱、小汽車，到辦公室的遠程會議等，都屬于可以使用嵌入式技術進行開發或改造的產品。嵌入式系統本身是一個相對模糊的定義。一個手持的MP皆口一個PC104的微型工業控

12、制計算機都可以認為是嵌入式系統。根據工程師協會（IEE）的定義，嵌入式系統是用來控制或監視機器、裝置或工廠等的大規模系統的設備。可以看出此定義是從應用方面考慮的。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。三嵌入式系統的組成嵌入式系通常由嵌入式處理器、外圍設備、嵌入式操作系統和應用軟件等幾大部分組成。1,嵌入式處理器嵌入式處理器是嵌入式系統的核心部件。嵌入式處理器與通用處理器的最大不同點在于其大多工作在為特定用戶群設計的系統中。它通常把通用計算機中許多由板卡完成的任務集成在芯片內部，從而有有利于嵌入式系統設計趨于小型化，并具有高效率、高可靠性等特征。大的硬件廠商會推出自己的嵌入式

13、處理器，因而現今市面上有1000多種嵌入式處理器芯片，其中使用最為廣泛的有ARM、MIPSPowerPCMC680除2,外圍設備外圍設備是指在一個嵌入式系統中，除了嵌入式處理器以外用于完成存儲、通信、調試、顯示等輔助功能的其它部件。根據外圍設備的功能可以分為存儲器、接口和人機交互。3,嵌入式操作系統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，用以管理存儲器分配、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，即嵌入式操作系統。嵌入式操作系統的引入大大的提高了嵌入式系統的功能，方便了應用軟件的設計，但同時占用了寶貴的嵌入式系統資源。一般在比

14、較大型或需要多任務的應用場合才考慮使用嵌入式系統。嵌入式系統常常需要有實時要求，所以嵌入式操作系統往往又是“實時操作系統”。早期的嵌入式系統幾乎都用于控制目的，從而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。今年來由于手持式計算機和掌上電腦等設備的出現，也有了不帶實時要求的嵌入式系統。另外一方面，由于CPU速度的提高，一些原先認為是“實時”的反應速度現在已經很普遍了。這樣，一些原先需要在“實時”操作系統上才能實現的應用，現在已不難在常的操作系統上實現。在這樣的背景下，“嵌入式操作系統”和“實時操作系統”就成了不同的概念名詞。4,應用軟件嵌入式系統的應用軟

15、件是針對特定的實際專業領域，基于相應的嵌入式硬件平臺，并能完成用戶的預期任務的計算機軟件。用戶的任務可能有時間和精度的要求。有些應用軟件需要嵌入操作系統的支持，但在簡單的場合下不需要專門的操作系統。由于嵌入式應用軟件對成本十分敏感，因此，為減少系統成本，除了精簡每個硬件單元的成本外，應盡可能的減少應用軟件的資源消耗，盡可能的優化。四嵌入式系統的應用嵌入式系統主要用于各種信號處理與控制，目前已在國防、國民經濟及社會生活各領域普及應用，用于企業、軍隊、辦公室、實驗室以及個人家庭等各種場所。1,軍用：各種武器控制（火炮控制、導彈控制、智能炸彈制導引爆裝置），坦克、艦艇、轟炸機等路海空各種軍用電子裝備

16、，雷達、電子對抗軍事通信裝備，野戰指揮作戰用各種專用設備等。從海灣戰爭到最近的伊拉克戰爭都廣泛的應用。我國嵌入式計算機最早用于導彈控制。2,家用：我國各種信息家電產品（數字電視機、機頂盒、數碼相機、可視電話、洗衣機等廣泛采用微處理器、微控制器及嵌入式軟件，EMIT（嵌入式Internet技術）已用于社區對家用電、水、煤氣表遠程抄表及洗衣機遙控。3,工業用：各種智能測量儀表、數控裝置、可編程控制器、控制機、分布式控制系統、現場總線儀表及控制系統、工業機器人、機電一體化機械設備、汽車電子設備等。廣泛采用微處理器和控制器芯片級、標準總線的模版級及嵌入式計算機系統級。4,商用：各類收款機、PO繇統、電

17、子秤、條形碼閱讀機、商用終端、銀行點鈔機、IC卡輸入設備，取款機、自動柜員機、自動服務終端、防盜系統、各銀行專業外圍設備等。5,辦公室：復印機、打印機、掃描儀、傳真機、安全監控設備、個人助理、變頻空調設備、錄音錄像及電視會議設備等。女娟Hope嵌第7頁入式軟件已用于機頂盒、網絡電視、電話、手機、PD得。目前嵌入式系統最熱門的有個人數字助理PDA機頂盒STBIP電話。嵌入式系統的應用正在從狹窄的應用范圍、單一的應用對象、以及簡單的功能，向著未來社會的應用需求進行轉變。社會對嵌入式系統的需求正在慢慢的擴大，特別是最近幾年隨著國際互聯網的發展，從PC時代進入到后PC時代，對信息家電的需求越來越明顯。

18、嵌入式系統在信息家電中的應用，就是對嵌入式系統概念和應用范圍的一個變革，從而打破了過去PC時代被單一微處理器廠家和單一操作系統廠家壟斷的舊局面，出現了一個由多芯片、多處理器占領市場的新局面。五嵌入式系統發展展望當前，嵌入式系統正處在一個飛速發展和激烈競爭的時代。在未來的幾年里，這種發展和競爭將達到白熱化的程度。就嵌入式系統的技術和市場來說，國外發展極快，技術日趨成熟，市場格局基本形成；而國內發展也增長很快，市場潛力很大。在國外嵌入式系統硬件，特別是嵌入式CPU的處理能力提升較快，由8位16為升到32位，掌上電腦、PDA智能手機、智能汽車等新產品層出不窮，產業規模日益壯大。在國內，潛入式系統關鍵

19、硬件主要靠國外引進，技術基礎比較薄弱。然而國內的個人數字助理（PDA市場火爆，掌上電腦、機頂盒等產品進入市場后也獲得用戶好評，智能手機市場前景看好。作為嵌入式系統核心的嵌入式實時操作系統是開發嵌入式應用的關鍵一環。在這個領域內沒有通常操作系統環境下Windows系統那樣一枝獨秀的商品。因此目前國內外相繼推出了很多商業化嵌入式操作系統，都在努力的為自己爭取著潛入式市場的份額。由于專用實時操作系統價格比較昂貴及源代碼不公開，是Linux在嵌入式系統應用中占有一席之地。由于Linux自身有諸多優勢，吸引了許多開發商的目光，成為嵌入式操作系統的新寵。它的出現無疑為國家發展嵌入式操作系統事業提供了一個極

20、有吸引力的機會。在國內，大規模的嵌入式系統目前還非常少，今后重點將轉向基于Internet的各類嵌入式系統和信息家電領域，包括瀏覽Internet、網上證券交易、IPPhone和VOD播。宏觀方面發展趨勢是向經濟性、小型化（PDA、可靠性（汽車）、高速度（飛機）、智能性（知識推理、模糊查詢、識別、感知運動）的方向發展。嵌入式系統是將先進的計算機技術、半導體技術和電子技術和各個行業的具體應用相結合后的產物，這一點就決定了它必然是一個技術密集、資金密集、高度分散和不斷創新的知識集成系統。所以，介入嵌入式系統行業，必須有一個正確的定位。六、嵌入式系統人才需求嵌入式技術已經無處不在，從隨身攜帶的mp3

21、語言復讀機、手機、PDAgJ家庭之中的智能電視、智能冰箱、機頂盒，再到工業生產、娛樂中的機器人，無不采用嵌入式技術。各大跨國公司及國內家電巨頭如INTEL、TI、SONY三星、TCL聯想和康佳等都面臨著嵌入式人才嚴重短缺的挑戰。更大的應用領域馬上帶來了更大的人才需求。據悉，目前國內3G核心嵌入式人才不足萬人，其中華為約擁有5000-6000人，中興通訊、大唐各有約2000人，以區區萬人的陣容去爭奪據稱上千億元的市場，肯定不敷所用。在近期的職位人氣榜上，電信行業嵌入式工程師“行市”走高，嵌入式研發工程師、嵌入式技術支持工程師都躋身前五位。業內人士認為，通信領域至少需要15萬嵌入式人才，電信業嵌入

22、式人才的需求將會在今后一段時間內繼續上揚。嵌入式人才有兩類：一是電子工程、通信工程等偏硬件專業出身的人，主要從事硬件設計；二是計算機專業出身、學軟件編程的人，主要從事嵌入式操作系統和應用軟件的開發。在目前職場上比較走熱的還屬偏軟件人才。因為你必須得懂硬件才能開發出操作系統。所以從事軟件的職業人才是很少。市場上需要的嵌入式人才必須具備C語言編程經驗、嵌入式操作系統（嵌入式Linux）經驗、內核裁剪經驗、驅動程序開發經驗，比如高級嵌入式軟件開發工程師相關職位要求是：有豐富的嵌入式多任務軟件系統分析和設計能力，能獨立完成項目系統方案，解決系統故障和問題；精通C語言應用開發，有良好的編程習慣和風格，程

23、序穩定可靠；良好的文檔編寫能力和習慣，能夠編寫規范的概要和詳細設計文檔；熟悉項目管理流程。特別指出，良好的英文閱讀能力及較強的學習能力是從事這一領域工作的基礎，而熟悉Linux是該職位錄用的優先指標。七、嵌入式前景分析嵌入式領域較新，目前發展非常快，很多軟硬件技術出現的時間都不太長（如ARMfc理器、嵌入式操作系統、LINUX操作系統），大多數人沒有條件接觸或進入嵌入式行業，更談不上能有機會接受專業人士的指導。因此，踏進這個行業的難度比較大，嵌入式人才稀缺，身價自然也水漲船高。權威部門統計，我國嵌入式人才缺口每年50萬人左右。根據前程無憂網發布的調查報告，嵌入式軟件開發是未來幾年最熱門和最受歡

24、迎的職業之一，具有10年工作經驗的高級嵌入式工程師年薪在30萬元左右。即使是初級的嵌入式軟件開發人員，平均月薪也達到了3000-5000元，中高級的嵌入式工程師月薪平均超過10000元。不僅薪水不菲，嵌入式人才的工作環境與發展前景也有優勢。從事嵌入式工作有兩大優勢：一是工作強度相對較低。開發企業應用軟件的IT企業，這個用戶的系統搞完了，又得去搞下一個用戶的，而且每個用戶的需求和完成時間都不同，開發人員往往疲于奔命，重復勞動；二是搞嵌入式系統的公司，都有自己的產品計劃，按自己的節奏行事，所開發的產品通常是通用的，不會因客戶的不同而修改，一個產品型號開發完了，往往還有較長一段空閑時間進行充電和休整

25、。二是職業發展相對順利。從事企業應用軟件的人，工作范圍廣，項目變化大，日常的積累很難產生質變，容易遭遇職業瓶頸；而從事嵌入式軟件的人，所涉及的專業技術范圍就是那些，時間長了會越來越有經驗。做軟件實際上有高下之分，開發語言從機器語言、匯編到CC+再到紅透半邊天的Java、C廨，該學哪種呢？為什么有些開發者工資低，而有些開發者千金難求？為什么3年的Java高級程序員薪水僅僅8k-10k,而一個Linux底層C語言程序員兩年經驗就敢要10k的薪水？還是門檻，比如月薪15k的Linux嵌入式開發職位，門檻就有Linux系統、Shell編程、Linux開發環境、C語言、ARMM件平臺、數據結構、Linu

26、x內核、驅動程序等，粗略數數就有8道關口，他需要非常熟悉整個的計算機體系，能做出實際的產品，而Java的開發者卻僅僅是會使用名叫Java的語言工具，始終高高飄在眾多層次之上，開發項目非常快，甚至可以不知道OSI模型，很可能自始至終都是軟件藍領。;嵌入式開發本身也有高下之分，至少包含嵌入式應用程序工程師和底層的驅動內核工程師兩種。前者同樣是使用現成工具進行簡單勞動，比如使用J2ME開發小游戲或者進行一些界面開發，而后者是根據芯片具體情況把操作系統（如Linux）移植到上面，同時編寫必要的驅動程序，改寫相應的內核代碼。很顯然后者是一個公司真正的技術核心。而技術核心的工資很可能是其他開發者的數倍。嵌

27、入式開發突出強制和項目，學習不僅僅是學習幾項技術，而是構建你的知識體系。比如學習嵌入式開發，就要從基礎Linux,C語言，數據結構開始，到ARM匯編，Linux內核、驅動等，更重要的是更多的項目練習，設計至少5個項目，多達10000行強制核心代碼的編寫可以讓你真正獲得知識。為進入外企或者出國做準備。未來的幾年內，隨著信息化，智能化，網絡化的發展，嵌入式系統技術也將獲得廣闊的發展空間。美國著名未來學家尼葛洛龐帝99年1月訪華時預言，45年后嵌入式智能（電腦）工具將是PC和因特網之后最偉大的發明。我國著名嵌入式系統專家沈緒榜院士98年11月在武漢全國第11次微機學術交流會上發表的計算機的發展與技術一文中，對未來10年以嵌入式芯片為基礎的計算機工業進行了科學的闡述和展望。1999年世界電子產品產值已超過12000億美元，2000年達到13000億美元，預計2005年，