嵌入式系統(tǒng)由硬件和軟件組成.是能夠獨立進行運作的器件。其軟件內容只包括軟件運行環(huán)境及其操作系統(tǒng)。硬件內容包括信號處理器、存儲器、通信模塊等在內的多方面的內容。相比于一般的計算機處理系統(tǒng)而言，嵌入式系統(tǒng)存在較大的差異性， 它不能實現(xiàn)大容量的存儲功能，因為沒有與之相匹配的大容量介質，大部分采用的存儲介質有E-PROM、EEPROM 等， 軟件部分以API編程接口作為開發(fā)平臺的核心。

?通信領域?：嵌入式系統(tǒng)在通信設備中起著重要作用，包括移動電話、調制解調器、路由器和交換機等。它們?yōu)橥ㄐ旁O備提供穩(wěn)定的操作系統(tǒng)和高效的通信協(xié)議，實現(xiàn)設備之間的實時數據交換和全球范圍內的連接性。

?航空航天?：嵌入式系統(tǒng)在航空航天領域有高需求，用于航空控制系統(tǒng)、導航系統(tǒng)、飛行儀表和通信系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)確保了飛行的安全和高效。

?物聯(lián)網(IoT)?：隨著物聯(lián)網的興起，嵌入式系統(tǒng)被廣泛應用于各種連接設備，包括智能家居設備、智能城市基礎設施、傳感器網絡和工業(yè)物聯(lián)網等。它們使設備能夠互相連接和交互，提供更智能的服務。

嵌入式系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成，硬件一般由高性能微處理器和外圍接口電路組成，軟件一般由操作系統(tǒng)和應用程序構成，軟件和硬件之間由所謂的中間層(BSP層，板級支持包)連接。嵌入式系統(tǒng)的硬件有：嵌入式微處理器、存儲器、輸入輸出(I/O、A/D、D/A)。 嵌入式系統(tǒng)的軟件有：操作系統(tǒng)、應用軟件。本文主要詳解嵌入式系統(tǒng)有哪些部分組成以及嵌入式系統(tǒng)的應用領域，首先介紹了嵌入式系統(tǒng)的特點，其次闡述了嵌入式系統(tǒng)的組成及部分組成，最后介紹了應用領域。

硬件層與軟件層之間為中間層，也稱為硬件抽象層(Hardware Abstract Layer，HAL)或者板級支持包(Board Support Package，BSP)，它半系統(tǒng)上層軟件與底層硬件分離開來，使系統(tǒng)的底層驅動程序與硬件無關，上層軟件開發(fā)人員無需關心底層硬件的具體情況，根據BSP層提供的接口即可進行開發(fā)。該層一般包含相關底層硬件的初始化、數據的輸入/輸出操作和硬件設備的配置功能。 實際上，BSP是一個介于操作系統(tǒng)和底層硬件之間的軟件層次，包括了系統(tǒng)中大部分與硬件聯(lián)系緊密的軟件模塊。設計一個完整的BSP需要完成兩部分工作：嵌入工系統(tǒng)的硬件初始化的BSP功能，設計硬件相關的設備驅動。

硬件層中包含嵌入式微處理器、存儲器(SDRAM、ROM、Flash等)、通用設備接口和I/O接口(A/D、D/A、I/O等)。在一嵌入式處理器基礎上添加電源電路、時鐘電路和存儲器電路，就構成了一個嵌入式核心控制模塊。其中操作系統(tǒng)和應用程序都可以固化在ROM中。

嵌入式系統(tǒng)主要由哪幾部分組成

1、處理器內核

嵌入式系統(tǒng)的心臟是處理器內核。處理器內核從一個簡單便宜的8位微控制器，到更復雜的32位或64位微處理器，甚至多個處理器。嵌入式設計人員必須為能夠滿足所有功能和非功能時限、要求的應用選擇成本最低的設備。

2、模擬I/O

D/A和A/D轉換器是用來從環(huán)境中搜集數據并反饋的。嵌人式設計人員必須了解需要從環(huán)境中搜集數據的類型、數據的精度要求和輸入/輸出數據的速率，以便為應用程序選擇合適的轉換器。嵌入式系統(tǒng)的反應特性受外部環(huán)境決定。嵌入式系統(tǒng)必須有足夠快的速度跟上環(huán)境變化，以此來模擬信息，例如光、聲壓或加速度被感知并輸入到嵌入式系統(tǒng)中。

3、傳感器和執(zhí)行機構

傳感器一般從環(huán)境中感知模擬信息。執(zhí)行機構通過某些方式控制環(huán)境。

4、用戶界面

這些界面可以像LED屏一樣簡單，也可以像工藝精良的手機和數碼相機的屏幕那樣復雜。

5、應用程序的特定入口

類似于ASIC或者FPGA的硬件加速，是用來加速在應用程序中有高性能要求的特定功能模塊。嵌入式設計師必須利用加速器獲得最大的應用程序性能，來對程序進行適當的籌劃或分區(qū)。

6、軟件

在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中軟件是一個重要的部分。在過去幾年，嵌入式軟件的數量已經增長得比摩爾定律還快，幾乎是每十個月就成倍增長。嵌入式軟件在某些方面性能、存儲器和功耗、經常被優(yōu)化。越來越多的嵌入式軟件通過高級語言來編寫，如C/C++。而更多的性能關鍵的代碼段仍然使用匯編語言來編寫。

7、存儲器

存儲器是嵌入式系統(tǒng)中重要的部分，嵌入式程序可以在沒有RAM或ROM的情況下運行。有許多易失的和非易失的存儲器用于嵌入式系統(tǒng)中，關于此內容在書的后面會有更多的說明。

8、仿真和診斷

嵌入式系統(tǒng)很難看見或接觸到。調試的時候需要接口與嵌入式系統(tǒng)相連。診斷端口，如JTAG聯(lián)合測試行動組、就常常用于調試嵌入式系統(tǒng)。片上仿真能用來提供應用程序的可見性行為。這些仿真模塊能可視化地提供運行時的行為和性能，實際上由板上的自診斷能力取代了外部邏輯分析儀的功能。

嵌入式系統(tǒng)的應用領域

1、工業(yè)控制

基于嵌入式芯片的工業(yè)自動化設備將獲得長足的發(fā)展，目前已經有大量的8、16、32 位嵌入式微控制器在應用中，網絡化是提高生產效率和產品質量、減少人力資源主要途徑，如工業(yè)過程控制、數字機床、電力系統(tǒng)、電網安全、電網設備監(jiān)測、石油化工系統(tǒng)。就傳統(tǒng)的工業(yè)控制產品而言，低端型采用的往往是8位單片機。但是隨著技術的發(fā)展，32位、64位的處理器逐漸成為工業(yè)控制設備的核心，在未來幾年內必將獲得長足的發(fā)展。

2、交通管理

在車輛導航、流量控制、信息監(jiān)測與汽車服務方面，嵌入式系統(tǒng)技術已經獲得了廣泛的應用，內嵌GPS模塊，GSM模塊的移動定位終端已經在各種運輸行業(yè)獲得了成功的使用。目前GPS設備已經從尖端產品進入了普通百姓的家庭，只需要幾千元，就可以隨時隨地找到你的位置。

3、信息家電

這將稱為嵌入式系統(tǒng)最大的應用領域，冰箱、空調等的網絡化、智能化將引領人們的生活步入一個嶄新的空間。即使你不在家里，也可以通過電話線、網絡進行遠程控制。在這些設備中，嵌入式系統(tǒng)將大有用武之地。

嵌入式系統(tǒng)是以應用為中心，以現(xiàn)代計算機技術為基礎，能夠根據用戶需求(功能、可靠性、成本、體積、功耗、環(huán)境等)靈活裁剪軟硬件模塊的專用計算機系統(tǒng)。 [2]要點概括：以應用為中心：強調嵌入式系統(tǒng)的目標是滿足用戶的特定需求。就絕大多數完整的嵌入式系統(tǒng)而言，用戶打開電源即可直接享用其功能，無需二次開發(fā)或僅需少量配置操作。 [2]專用性：嵌入式系統(tǒng)的應用場合大多對可靠性、實時性有較高要求，這就決定了服務于特定應用的專用系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)的主流模式，它并不強調系統(tǒng)的通用性和可擴展。這種專用性通常也導致嵌入式系統(tǒng)是一個軟硬件緊密集成的最終系統(tǒng)，因為這樣才能更有效地提高整個系統(tǒng)的可靠性并降低成本，并使之具有更好的用戶體驗。 [2]以現(xiàn)代計算機技術為核心：嵌入式系統(tǒng)的最基本支撐技術，大致上包括集成電路設計技術、系統(tǒng)結構技術、傳感與檢測技術、嵌入式操作系統(tǒng)和實時操作系統(tǒng)技術、資源受限系統(tǒng)的高可靠軟件開發(fā)技術、系統(tǒng)形式化規(guī)范與驗證技術、通信技術、低功耗技術、特定應用領域的數據分析、信號處理和控制優(yōu)化技術等，它們圍繞計算機基本原理，集成進特定的專用設備就形成了一個嵌入式系統(tǒng)。

嵌入式系統(tǒng)的應用領域非常廣泛，主要包括以下幾個方面?：?1?汽車行業(yè)?：嵌入式系統(tǒng)在汽車行業(yè)中有著重要的應用，包括引擎控制單元(ECU)、車載娛樂系統(tǒng)、智能駕駛系統(tǒng)和車載導航系統(tǒng)等。它們負責監(jiān)控和控制車輛的各個方面，提高行車安全性、駕駛體驗和能源效率。

?消費電子?：嵌入式系統(tǒng)在消費電子產品中也有廣泛應用，如智能手機、平板電腦、智能電視、洗衣機、冰箱、空調、智能音箱和游戲機等。這些設備依靠嵌入式系統(tǒng)來控制其功能和操作，提供便捷的使用體驗和高度個性化的功能。

?醫(yī)療設備?：嵌入式系統(tǒng)在醫(yī)療設備中用于實時監(jiān)測和調整患者的生理狀況，例如心電圖機、血壓計、病人監(jiān)護儀和醫(yī)療影像設備等。這些系統(tǒng)提高了醫(yī)療的安全性和效率。

?工業(yè)自動化?：在工業(yè)生產中，嵌入式系統(tǒng)用于控制和監(jiān)測各種機械設備和生產線，例如PLC(可編程邏輯控制器)和工業(yè)機器人。它們能夠實現(xiàn)智能化的生產過程，提高生產效率和質量。