电气工程与电子技术学报

嵌入式系统

嵌入式系统是在较大的机械或电气系统中具有专用功能的计算机系统，通常具有实时计算限制。它作为完整设备的一部分嵌入，通常包括硬件和机械部件。嵌入式系统控制当今许多常用的设备。正在制造的所有微处理器中 98% 用于嵌入式系统。现代嵌入式系统通常基于微控制器（即具有集成存储器或外围接口的CPU），但普通微处理器（使用外部芯片作为存储器和外围接口电路）也很常见，特别是在更复杂的系统中。在任一情况下，所使用的处理器的类型可以是从通用到专门用于某些计算类别的处理器，甚至是为当前的应用程序定制设计的处理器。专用处理器的常见标准类别是数字信号处理器 (DSP)。嵌入式系统的主题包括微处理器和微控制器、实时操作系统、计算机体系结构和并行处理、VLSI（片上系统设计、模拟和混合模式VLSI设计、VLSI信号处理、无线通信VLSI）。由于嵌入式系统专用于特定任务，设计工程师可以对其进行优化，以减小产品的尺寸和成本，并提高可靠性和性能。一些嵌入式系统是大规模生产的，受益于规模经济。嵌入式系统的范围从便携式设备（例如数字手表和 MP3 播放器）到大型固定装置（例如交通灯、工厂控制器）以及复杂的系统（例如混合动力汽车、MRI 和航空电子设备。复杂性各不相同，从单个微控制器芯片的低复杂性到安装在大型机箱或外壳内的多个单元、外围设备和网络的非常高的复杂性。