如何理解嵌入式系统的概念嵌入式计算机

[导读]将基于CPU的外围器件，整合到CPU芯片内部，比如早期基于X86体系结构下的计算机。

通俗的说，嵌入式技术就是专用计算机技术，这个专用，是指针对某个特定的应用，如针对网络、针对通信、针对音频、针对视频，针对工业控制等，从学术的角度，嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统，它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成。

主要从三个方面上来理解嵌入式系统的概念嵌入式计算机(17张)1、从硬件上。将基于CPU的外围器件，整合到CPU芯片内部，比如早期基于X86体系结构下的计算机，CPU只是有运算器和累加器的功能，一切芯片要靠外部桥路来扩展实现，像串口之类的都是靠外部的 16C550/2的串口控制器芯片实现，而目前的这种串口控制器芯片早已集成到CPU内部，还有PC机有显卡，而多数嵌入式处理器都带有LCD控制器，但其种意义上就相当于显卡。比较高端的ARM类Intel Xscale架构下的IXP网络处理器CPU内部集成PCI控制器(可配成支持4个PCI从设备或配成自身为CPI从设备);还集成3个NPE网络处理器引擎，其中两个对应于两个MAC地址，可用于网关交换用，而另外一个NPE网络处理器引擎支持DSL，只要外面再加个PHY芯片即可以实现DSL上网功能。IXP系列最高主频可以达到1.8G，支持2G内存，1G×10或10G×1的以太网口或Febre channel的光通道。

IXP系列应该是目标基于ARM体系统结构下由intel进行整合后成Xscale内核的最高的处理器了。2、从软件上讲，就是在定制操作系统内核里将应用一并选入，编译后将内核下载到ROM中。而在定制操作系统内核时所选择的应用程序组件就是完成了软件的“嵌入”，比如WinCE在内核定制时，会有相应选择，其中就是Wordpad,PDF,MediaPlay等等选择，如果我们选择了，在CE启动后，就可以在界面中找到这些东西，如果是以前PC上将的windows操作系统，多半的东西都需要我们得新再装。3、把软件内核或应用文件系统等东西烧到嵌入式系统硬件平台中的ROM中就实现了一个真正的“嵌入”。以上的定义是我在6、7年前给嵌入式系统下自话侧重于理解型的定义，书上的定义也有很多，但在这个领域范围内，谁都不敢说自己的定义是十分确切的，包括那些专家学者们，历为毕竟嵌入式系统是计算机范畴下的一门综合性学科。

1、抗冲击和振动

工业级风扇计算机的关键优势是可以部署在有可能受到损伤、震动、尘土和残片的极端自然环境中。无风扇嵌入式计算机采用了单件式设计，这样能够承受频繁的冲击和振动，而且取消了接头、螺钉和电缆，使用发生故障的运动部件更少，系统更加可靠。

2、抗尘土和碎渣

无风扇设计，嵌入式计算机制造商取消了风扇这一设计，可以嵌入式计算机是封闭的。无开口，灰尘和碎屑无法进入系统。无风扇计算机能够抵抗灰尘和碎片。

3、工业级部件

工业嵌入式计算机是由工业部件制造的。除此之外，还对系统进行了压力测试，以保证他们能够在恶劣的环境下正常运行。工业嵌入式计算机相较于普通的台式计算机更耐用、更可靠。

4、宽温设计

嵌入式计算机特殊设计，嵌入式计算机能够在-40摄氏度到85摄氏度之间内工作，如沙漠油田高温或是南极洲部署数字标牌，嵌入式计算机都能够在这样极端温度的恶劣环境中正常运行，同时还能够保持可靠性和可操作性。牢固耐用。

5、无风扇设计

从工业嵌入式计算机上移除风扇的设计，能够大大提升计算机的可靠性和耐用性，因为风扇是计算机故障的主要原因之一。

此外，工业嵌入式计算机相较于普通计算机，反应更领命，因为配备了固态硬盘。而固态硬盘相对与普通硬盘来讲，数据传输速度更高，而且由于没有可能出现故障的旋转盘片，因此增加了系统的可靠性。

6、紧凑型设计

无风扇嵌入式计算机紧凑设计允许它们部署在空间受限的环境中。无风扇嵌入式计算机也无需在系统中循环空气来进行一个降温效果，因而可以挨着部署。

无风扇嵌入式计算机体积小，占地面积小，因此可部署在空间较小中，如机柜、家具、天花板上等。

7、低功耗

小型工业嵌入式计算机最好处是此类系统的功耗低。小型工业嵌入式计算机相对与普通计算机节能不少。为什么呢?因为无风扇PC制造商选用了强大且节能的处理器。如Intel Celeron J1900，它的TDP为10瓦，功耗更低，因此产生的热量也更少，因此非常适合在不总是有稳定电源的远程和紧凑环境中部署。虽然单个小型工业PC的功耗可以忽略不计，但是如果您部署了成百上千个这样的系统，您会发现您的能耗和能源成本显著降低。

8、宽电压功率保护

采用宽输入电压设计，9伏到50伏直流电范围内，可兼容不同的电源输入情况。而且还有过电压保护机制，当电压超过安全水平时，将会自动却段系统电源，以保护系统安全。