第1章嵌入式系统概述本章介绍嵌入式系统的一些基本知识，包括嵌入式系统的概念、发展、特点、组成、分类、嵌入式微处理器系列和嵌入式系统中信息表示与运算基础等。通过本章的学习，读者将建立起对嵌入式系统的初步的宏观认识，为今后的深入学习和研究打下基础。1.1嵌入式系统的发展1.1.1嵌入式系统的概念什么是嵌入式系统？随着嵌入式系统在人们实际生活中的应用越来越广泛，这个基本问题的确切定义引发了许多争论。嵌入式系统本身是一个相对模糊的定义。人们很少会意识到他们往往随身携带了好几个嵌入式系统——MP3、手机或者智能卡，而且他们在与汽车、电梯、厨房设备、电视、录像机以及娱乐系统的嵌入式系统交互时也往往对此毫无察觉。嵌入式系统早期主要应用于军事和航空、航天等领域，以后逐步广泛地应用于工业控制、仪器仪表、汽车电子、通信和家用消费类等领域。正是“看不见”这一特性将嵌入式计算机与通用PC计算机区分开来。目前存在多种嵌入式系统的定义，有的是从嵌入式系统的应用定义的，有的是从嵌入式系统的组成定义的，也有的是从其他方面进行定义的，下面给出两种比较常见的定义。第一种，根据IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义：嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”（原文为devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants）。可以看出此定义是从应用上考虑的，嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机电等附属装置。第二种定义：嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软/硬件可裁剪，功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。广而言之，可以认为凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可以称为嵌入式系统。嵌入式系统采用“量体裁衣”的方式把所需的功能嵌入到各种应用系统中，它融合了计算机软/硬件技术、通信技术和半导体微电子技术，是信息技术IT（InformationTechnology）的最终产品。1.1.2嵌入式系统的发展史嵌入式系统从出现至今已历经30多年的时间，发展历史悠久。早在电子数字计算机出现之前就有了把计算装置嵌入在系统和设备之中的嵌入式系统，如把计算机嵌入到导弹等武器和航天器中。但是直到20世纪60年代末（集成电路化的第三代计算机时期），随着微电子技术的发展，嵌入式计算机才逐步兴起。近几年来，随着计算机、通信、消费电子的一体化趋势日益明显，嵌入式技术已成为一个研究热点。纵观嵌入式技术的发展过程，大致经历4个阶段。第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统，具有与监测、伺服、指示设备相配合的功能。这类系统大部分应用于一些专业性强的工业控制系统中，一般没有操作系统的支持，通过汇编语言编程对系统进行直接控制。这一阶段系统的主要特点是：系统结构和功能相对单一，处理效率较低，存储容量较小，几乎没有用户接口。由于这种嵌入式系统使用简单、价格低，以前在国内工业领域应用较为普遍，但是已经远远不能适应高效的、需要大容量存储的现代工业控制和新兴信息家电等领域的需求。第二阶段是以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统。主要特点是：CPU种类繁多，通用性比较弱；系统开销小，效率高；操作系统达到一定的兼容性和扩展性；应用软件较专业化，用户界面不够友好。第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。主要特点是：嵌入式操作系统能运行于各种不同类型的微处理器上，兼容性好；操作系统内核小、效率高，并且具有高度的模块化和扩展性；具有文件和目录管理、多任务、网络支持、图形窗口以及用户界面等功能；具有大量的应用程序接口API，开发应用程序较简单；嵌入式应用软件丰富。第四阶段是以Internet为标志的嵌入式系统。这是一个正在迅速发展的阶段。目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外，但随着Internet的发展以及Internet技术与信息家电、工业控制技术结合日益密切，嵌入式设备与Internet的结合将代表嵌入式系统的未来。综上所述，嵌入式系统技术日益完善，32位微处理器在该系统中占主导地位，嵌入式操作系统已经从简单走向成熟，它与网络、Internet结合日益密切，因而，...
