先來了解一下現(xiàn)代計算機的發(fā)展歷程，現(xiàn)代計算機技術(shù)的兩大分支，一起來看。

1.電子數(shù)字計算機誕生于1946年，在其后漫長的歷史進程中，計算機始終是存放在特殊的機房中實現(xiàn)數(shù)值計算的大型昂貴設(shè)備。

直到20世紀(jì)70年代，微處理器的出現(xiàn)，計算機才出現(xiàn)了歷史性的變化。將微型機嵌入到一個對象體系中，實現(xiàn)對對象體系的智能化控制。為了區(qū)別于原有的通用計算機系統(tǒng)，把嵌入到對象體系中，實現(xiàn)對象體系智能化控制的計算機，稱作嵌入式計算機系統(tǒng)。

嵌入式系統(tǒng)誕生于微型機時代，嵌入式系統(tǒng)的嵌入性本質(zhì)是將一個計算機嵌入到一個對象體系中去，這是理解嵌入式系統(tǒng)的基本出發(fā)點。

由于嵌入式計算機系統(tǒng)要嵌入到對象體系中，實現(xiàn)的是對象的智能化控制，因此，它有著與通用計算機系統(tǒng)完全不同的技術(shù)要求與技術(shù)發(fā)展方向。

早期，人們勉為其難地將通用計算機系統(tǒng)進行改裝，在大型設(shè)備中實現(xiàn)嵌入式應(yīng)用。然而，對于眾多的對象系統(tǒng)(如家用電器、儀器儀表、工控單元等)，無法嵌入通用計算機系統(tǒng)，況且嵌入式系統(tǒng)與通用計算機系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展方向完全不同，必須獨立地發(fā)展通用計算機系統(tǒng)與嵌入式計算機系統(tǒng)，這就形成了現(xiàn)代計算機技術(shù)發(fā)展的兩大分支。嵌入式計算機系統(tǒng)的誕生，則標(biāo)志了計算機進入了通用計算機系統(tǒng)與嵌入式計算機系統(tǒng)兩大分支并行發(fā)展時代。通用計算機系統(tǒng)與嵌入式計算機系統(tǒng)的專業(yè)化分工發(fā)展，導(dǎo)致20世紀(jì)末、21世紀(jì)初，計算機技術(shù)的飛速發(fā)展。這兩大分支的技術(shù)要求和技術(shù)發(fā)展方向如圖1-1所示。

通用計算機系統(tǒng)

計算機專業(yè)領(lǐng)域集中精力發(fā)展通用計算機系統(tǒng)的軟、硬件技術(shù)，不必兼顧嵌入式應(yīng)用要求。通用微處理器迅速從80286、80386、80486、奔騰到酷睿系列;操作系統(tǒng)也朝著提高資源

利用率、增強計算機系統(tǒng)性能的方向迅速發(fā)展，使通用計算機系統(tǒng)進入到盡善盡美階段。

嵌入式計算機系統(tǒng)

發(fā)展目標(biāo)是單芯片化。它動員了原有的傳統(tǒng)電子系統(tǒng)領(lǐng)域的廠家與專業(yè)人土，接過起源于計算機領(lǐng)域的嵌入式系統(tǒng)，承擔(dān)起發(fā)展與普及嵌入式系統(tǒng)的歷史任務(wù)，迅速地將傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)發(fā)展到智能化的現(xiàn)代電子系統(tǒng)時代。

因此，現(xiàn)代計算機技術(shù)發(fā)展的兩大分支的意義在于;一是形成了計算機發(fā)展的專業(yè)化分工;二是將發(fā)展計算機技術(shù)的任務(wù)擴展到傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)領(lǐng)域;三是使計算機成為進入人類社會全面智能化時代的有力工具。

2.始于微型機時代的嵌入式應(yīng)用

嵌入式計算機的真正發(fā)展是在微處理器問世之后。1971年11月， Intel公司成功地把算術(shù)運算器和控制器電路集成在一起，推出了第一款微處理器 Intel 4004，其后各廠家陸續(xù)推出了許多8位、16位的微處理器，包括 Intel 8080/8085、8086， Motorola的6800、68000，以及Zilog的Z80、Z8000等。以這些微處理器作為核心所構(gòu)成的系統(tǒng)，廣泛地應(yīng)用于儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、機器人、家用電器等領(lǐng)域。微處理器的廣泛應(yīng)用形成了一個廣闊的嵌入式應(yīng)用市場，計算機廠家開始大量的以插件方式向用戶提供OEM產(chǎn)品，再由用戶根據(jù)自己的需要選擇一套適合的CPU板、存儲器板以及各式I/O插件板，從而構(gòu)成專用的嵌入式計算機系統(tǒng)，并將其嵌入到自己的系統(tǒng)設(shè)備中。

從靈活兼容考慮，出現(xiàn)了系列化、模塊化的單板機。流行的單板機有Intel公司的iSBC系列、 Zilog公司的MCB等。后來人們可以不必從選擇芯片開始來設(shè)計一臺專用的嵌入式計算機，只要選擇各功能模塊，就能夠組建一臺專用計算機系統(tǒng)。用戶和開發(fā)者都希望從不同的廠家選購適合的OEM產(chǎn)品，插入外購或自制的機箱中就形成新的系統(tǒng)，這樣就希望插件是互相兼容的，也就導(dǎo)致了工業(yè)控制微機系統(tǒng)總線的誕生。1976年Intel公司推出 Multibus，1983年擴展為帶寬達(dá)40MB/s的MulTIbusⅡ。1978年由Prolog設(shè)計的簡單STD總線廣泛應(yīng)用于小型嵌入式系統(tǒng)。

20世紀(jì)80年代可以說是各種總線層出不窮、群雄并起的時代。隨著微電子工藝水平的提高，集成電路制造商開始把嵌入式應(yīng)用中所需要的微處理器、I/O接口、A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、串行接口以及RAM、ROM等部件統(tǒng)統(tǒng)集成到一個VLSI中，從而制造出面向I/O設(shè)計的微控制器，即單片機，成為嵌入式計算機系統(tǒng)異軍突起的一支新秀。其后發(fā)展的DSP產(chǎn)品則進一步提升了嵌入式計算機系統(tǒng)的技術(shù)水平，并迅速地滲入到消費電子、醫(yī)用電子、智能控制、通信電子、儀器儀表、交通運輸?shù)雀鞣N領(lǐng)域。

20世紀(jì)90年代，在分布控制、柔性制造、數(shù)字化通信、信息家電等巨大需求的牽引下嵌入式系統(tǒng)進一步加速發(fā)展。面向?qū)崟r信號處理算法的DSP產(chǎn)品向著高速、高精度、低功耗方向發(fā)展。Texas推出的第三代DSP芯片TMS320C30，引導(dǎo)著微控制器向32位高速智能化發(fā)展。在應(yīng)用方面，掌上電腦、便攜式計算機、機頂盒技術(shù)相對成熟，發(fā)展也較為迅速。特別是掌上電腦，1997年在美國市場上掌上電腦不過四五個品牌，而1998年年底，各式各樣的掌上電腦如雨后春筍般紛紛涌現(xiàn)出來。此外，諾基亞(NoKia)推出了智能電話，西門子 ( Siemens)推出了機頂盒，美國慧智(Wyse)推出了智能終端，美國國家半導(dǎo)體公司(NS)推出了WebPad，裝載在汽車上的小型計算機，不但可以控制汽車內(nèi)的各種設(shè)備(如音響等)，還可以與GPS連接，從而自動操控汽車，21世紀(jì)無疑是一個網(wǎng)絡(luò)的時代，使嵌入式計算機系統(tǒng)應(yīng)用到各類網(wǎng)絡(luò)中去也必然是嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的重要方向，在發(fā)展?jié)摿薮蟮摹靶畔⒓译姟敝?，嵌入式系統(tǒng)與人工智能、模式識別等技術(shù)的結(jié)合，將開發(fā)出各種更具人性化、智能化的實際系統(tǒng)。伴隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)格計算的發(fā)展，以嵌入式移動設(shè)備為中心的“無所不在的計算”將成為現(xiàn)實。

縱觀嵌入式系統(tǒng)在過去發(fā)展的40多年中，主要經(jīng)歷了以下4個階段。

第1階段是以單芯片為核心的可編程控制器形式的系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)雖然起源于微型計算機時代，然而微型計算機的體積、價位、可靠性都無法滿足特定的嵌入式應(yīng)用要求，因此，嵌入式系統(tǒng)必須走獨立發(fā)展道路。這條道路就是芯片化道路，將計算機做在一個芯片上，從而開創(chuàng)了嵌入式系統(tǒng)獨立發(fā)展的單片機時代。單片機就是一個典型的嵌入式系統(tǒng)，這類系統(tǒng)大部分應(yīng)用于一些專業(yè)性強的工業(yè)控制系統(tǒng)中，一般沒有操作系統(tǒng)的支持，軟件通過匯編語言編寫。這一階段系統(tǒng)的主要特點是：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能相對單一，處理效率較低，存儲容量較小，幾乎沒有用戶接口。由于這種嵌入式系統(tǒng)使用簡單、價格低，以前在國內(nèi)工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較為普遍，但是現(xiàn)在已經(jīng)遠(yuǎn)不能適應(yīng)高效的、需要大容量存儲的現(xiàn)代工業(yè)控制和新興信息家電等領(lǐng)域的需求。

第2階段是以嵌入式CPU為基礎(chǔ)、以簡單操作系統(tǒng)為核心的嵌入式系統(tǒng)。其主要特點是：CPU種類繁多，通用性比較弱;系統(tǒng)開銷小，效率高;操作系統(tǒng)達(dá)到一定的兼容性和擴展性;應(yīng)用軟件較專業(yè)化，用戶界面不夠友好

第3階段是以嵌入式操作系統(tǒng)為標(biāo)志的嵌入式系統(tǒng)。其主要特點是：嵌入式操作系統(tǒng)能運行于各種不同類型的微處理器上，兼容性好;操作系統(tǒng)內(nèi)核小、效率高，并且具有高度的模塊化和擴展性;具備文件和目錄管理，支持多任務(wù)，支持網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，具備圖形窗口和用戶界面：具有大量的應(yīng)用程序接口和API，開發(fā)應(yīng)用程序較簡單;嵌入式應(yīng)用軟件豐富。

第4階段是以 Internet為標(biāo)志的嵌入式系統(tǒng)。這是一個正在迅速發(fā)展的階段。目前，大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)還孤立于 Internet之外，但隨著 Internet的發(fā)展以及 Intemet技術(shù)與信息家電、工業(yè)控制技術(shù)結(jié)合日益密切，嵌入式設(shè)備與 Internet的結(jié)合將代表嵌入式系統(tǒng)的未來。

這就是嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷程了，看完你了解了嗎?