嵌入式设计是一种特别的计算机系统设计方法,其主要目标是将计算机系统固定在其他设备或系统中,实现特定功能。
这里的“嵌入”指的是将计算机系统换成其他设备的一部分,比如汽车、电子设备、家用电器等等。这种设计方法将计算机系统、控制器、硬件和软件固定在一起,形成一个整体,使得系统更加稳定和可控。
嵌入式设计广泛应用于各个领域,比如:
1. 汽车:汽车里面的各种控制器,比如发动机控制器,变速箱控制器,空调控制器等等都是嵌入式设计的。这些控制器都能按照预定的程序工作,从而保证了汽车的正常运行。
2. 家用电器:智能家居中很多设备,比如智能锁、智能插座、智能灯泡等都采用了嵌入式设计,实现了更加智能的控制和联动。
3. 医疗设备:医疗监控设备、人工智能医疗、患者监测等各种医疗设备都是采用嵌入式设计。这些设备可以在用户的手环、药盒,甚至眼镜上实现功能,大大提升医疗的便利性和实时性。
嵌入式系统主要由以下几个方面组成:
1.硬件部分:硬件部分主要包括CPU、存储器、I/O接口、通信模块等。这些硬件部分都需要与嵌入系统的功能相适应,比如汽车控制器需要具有一定的抗震性和防水性。
2.固件:固件是预装在嵌入式系统中的软件。它对嵌入式系统的功能和稳定性起着至关重要的作用,比如嵌入式系统的驱动程序、引导程序、操作系统等。固件一般不能修改,只能通过更新来升级。
3.应用软件:应用软件是嵌入式系统中的业务逻辑实现。它是为了实现特定的功能而被开发的程序,比如测量仪器、控制器等。
相对于传统计算机系统,在特定的应用场景下,嵌入式系统具有以下优势:
1.稳定性高:嵌入式系统通常具有极高的稳定性。因为硬件和软件被固定在一起,不需要通过外部运行时的软件来实现控制。
2.占用资源少:嵌入式系统的硬件配置和软件包体积都要小于传统计算机系统,占用资源少。
3.体积小:嵌入式系统通常构成非常小巧,体积小。这使得它可以被部署到非常有限的空间中。
4.成本低:嵌入式系统的硬件组成和软件设计都要比传统计算机系统简单,成本较低。