系统软件层由实时多任务操作系统（Real-time Operation System ，RTOS ）、文件系统、图形用户接口（Graphic User Interface ，GUI ）、网络系统及通用组件模块组成。RTOS 是嵌入式应用软件的基础和开发平台。 嵌入式操作系统（Embedded Operation System ，EOS ）是一种用途广泛的系统软件，过去它主要应用与工业控制和国防系统领域。EOS 负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、任务调度，控制、协调并发活动。它必须体现其所在系统的特征，能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。目前，已推出一些应用比较成功的EOS 产品系列。随着Internet 技术的发展、信息家电的普及应用及EOS 的微型化和专业化，EOS 开始从单一的弱功能向高专业化的强功能方向发展。嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。EOS 是相对于一般操作系统而言的，它除具有了一般操作系统最基本的功能，如任务调度、同步机制、中断处理、文件处理等外，还有以下。
嵌入式系统技术具有非常广阔的应用前景，其应用领域可以包括： 基于嵌入式芯片的工业自动化设备将获得长足的发展，目前已经有大量的8 、16 、32 位嵌入式微控制器在应用中，网络化是提高生产效率和产品质量、减少人力资源主要途径，如工业过程控制、数字机床、电力系统、电网安全、电网设备监测、石油化工系统。就传统的工业控制产品而言，低端型采用的往往是８位单片机。但是随着技术的发展，32 位、64 位的处理器逐渐成为工业控制设备的核心，在未来几年内必将获得长足的发展。 在车辆导航、流量控制、信息监测与汽车服务方面，嵌入式系统技术已经获得了广泛的应用，内嵌GPS模块，GSM模块的移动定位终端已经在各种运输行业获得了成功的使用。目前GPS 设备已经从尖端产品进入了普通百姓的家庭，只需要几千元，就可以随时随地找到你的位置。 这将称为嵌入式系统最大的应用领域，冰箱、空调等的网络化、智能化将引领人们的生活步入一个崭新的空间。即使你不在家里，也可以通过电话线、网络进行远程控制。在这些设备中，嵌入式系统将大有用武之地。 水、电、煤气表的远程自动抄表，安全防火、防盗系统，其中嵌有的专用控制芯片将代替传统的人工检查，并实现更高，更准确和更安全的性能。目前在服务领域，如远程点菜器等已经体现了嵌入式系统的优势。 公共交通无接触智能卡(Contactless Smartcard, CSC)发行系统，公共电话卡发行系统，自动售货机，各种智能ATM终端将全面走入人们的生活，到时手持一卡就可以行遍天下。 水文资料实时监测，防洪体系及水土质量监测、堤坝安全，地震监测网，实时气象信息网，水源和空气污染监测。在很多环境恶劣，地况复杂的地区，嵌入式系统将实现无人监测。 嵌入式芯片的发展将使机器人在微型化，高智能方面优势更加明显，同时会大幅度降低机器人的价格，使其在工业领域和服务领域获得更广泛的应用。 这些应用中，可以着重于在控制方面的应用。就远程家电控制而言，除了开发出支持TCP/IP的嵌入式系统之外，家电产品控制协议也需要制订和统一，这需要家电生产厂家来做。同样的道理，所有基于网络的远程控制器件都需要与嵌入式系统之间实现接口，然后再由嵌入式系统来控制并通过网络实现控制。所以，开发和探讨嵌入式系统有着十分重要的意义。 相对于其他的领域，机电产品可以说是嵌入式系统应用最典型最广泛的领域之一。从最初的单片机到现在的工控机、SOC 在各种机电产品中均有着巨大的市场。 工业设备是机电产品中最大的一类，在目前的工业控制设备中，工控机的使用非常广泛，这些工控机一般采用的是工业级的处理器和各种设备，其中以X86 的MPU 最多。工控的要求往往较高，需要各种各样的设备接口，除了进行实时控制，还须将设备状态，传感器的信息等在显示屏上实时显示。这些要求8 位的单片机是无法满足的，以前多数使用16 位的处理器，随着处理器快速的发展，目前32 位、64 位的处理器逐渐替代了16 位处理器，进一步提升了系统性能。采用PC104 总线的系统，体积小，稳定可靠，受到了很多用户的青睐。不过这些工控机采用的往往是DOS 或者Windows 系统，虽然具有嵌入式的特点，却不能称作纯粹的嵌入式系统。另外在工业控制器和设备控制器方面，则是各种嵌入式处理器的天下。这些控制器往往采用16 位以上的处理器，各种MCU，Arm 、Mips 、68K 系列的处理器在控制器中占据核心地位。这些处理器上提供了丰富的接口总线资源，可以通过它们实现数据采集，数据处理，通讯以及显示（显示一般是连接LED或者LCD）。最近飞利浦和ARM共同推出32 位RISC 嵌入式控制器，适用于工业控制，采用最先进的0.18 微米CMOS嵌入式闪存处理技术，操作电压可以低至1.2 伏，它还能降低25% 到30% 的制造成本，在工业领域中对最终用户而言是一套极具成本效益的解决方案。美国TERN 工业控制器基于Am188/186ES 、i386EX 、NEC V25 、Am586(Elan SC520) ，采用了SUPERTASK 实时多任务内核，可应用于便携设备、无线控制设备、数据采集设备、工业控制与工业自动化设备以及其它需要控制处理的设备。 家电行业是嵌入式应用的另一大行业，我们传统的电视，电冰箱当然其中也嵌有处理器，但是这些处理器只是在控制方面应用。而现在只有按钮、开关的电器显然已经不能满足人们的日常需求，具有用户界面，能远程控制，智能管理的电器是未来的发展趋势。据IDG 发布的统计数据表明，未来信息家电将会成长五至十倍。中国的传统家电厂商向信息家电过渡时，首先面临的挑战是核心操作系统软件开发工作。硬件方面，进行智能信息控制并不是很高的要求，目前绝大多数嵌入式处理器都可以满足硬件要求，真正的难点是如何使软件操作系统容量小、稳定性高且易于开发。Linux核心可以起到很好的桥梁作用，作为一个跨平台的操作系统，它可以支持二三十种CPU ，而目前已有众多家电业的芯片都开始做Linux 的平台移植工作。1999 年就登录中国的微软“ 维纳斯” 计划给了国人一个数字家庭的概念，引导各大家电厂商纷纷投入到这场革命中来，虽然最终未能获得成功，却使信息家电深入人心。如今各大厂商仍然在努力推出适用于新一代家电应用的芯片，英特尔公司已专为信息家电业研发了名为StrongARM 的ARM CPU 系列，这一系列CPU 本身不象X86CPU 需要整合不同的芯片组，它在一颗芯片中可以包括你所需要的各项功能，即硬件系统实现了SOC 的概念。美商网虎公司已将全球最小的嵌入式操作系统——QUARK 成功移植到StrongARM 系列芯片上，这是第一次把Linux 、图形界面和一些程序进行完整移植（QUARK 的内核只有143K ），它将为信息家电提供功能强大的核心操作系统。相信在不久的将来，数字智能家庭必将来到我们身边。
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发表于 2010-7-21 14:57:49
