1 計算機工業(yè)的分類

以往我們按照計算機的體系結(jié)構(gòu)、運算速度、結(jié)構(gòu)規(guī)模、適用領(lǐng)域，將其分為大型計算機、中型機、小型機和微計算機，并以此來組織學(xué)科和產(chǎn)業(yè)分工，這種分類沿襲了約40年。近10年來隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，實際情況產(chǎn)生了根本性的變化，例如70年代末定義的微計算機演變出來的個人計算機(PC)，如今已經(jīng)占據(jù)了全球計算機工業(yè)的90 市場，其處理速度也超過了當年大、中型計算機的定義。隨著計算機技術(shù)和產(chǎn)品對其它行業(yè)的廣泛滲透，以應(yīng)用為中心的分類方法變得更為切合實際，也就是按計算機的嵌入式應(yīng)用和非嵌入式應(yīng)用將其分為嵌入式計算機和通用計算機。

通用計算機具有計算機的標準形態(tài)，通過裝配不同的應(yīng)用軟件，以類同面目出現(xiàn)并應(yīng)用在社會的各個方面，其典型產(chǎn)品為PC；而嵌入式計算機則是以嵌入式系統(tǒng)的形式隱藏在各種裝置、產(chǎn)品和系統(tǒng)中。

2 嵌入式系統(tǒng)(Embedded Systems)

嵌入式系統(tǒng)被定義為：以應(yīng)用為中心、以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。

嵌入式計算機在應(yīng)用數(shù)量上遠遠超過了各種通用計算機，一臺通用計算機的外部設(shè)備中就包含了5-10個嵌入式微處理器，鍵盤、鼠標、軟驅(qū)、硬盤、顯示卡、顯示器、Modem、網(wǎng)卡、聲卡、打印機、掃描儀、數(shù)字相機、USB集線器等均是由嵌入式處理器控制的。在制造工業(yè)、過程控制、通訊、儀器、儀表、汽車、船舶、航空、航天、軍事裝備、消費類產(chǎn)品等方面均是嵌入式計算機的應(yīng)用領(lǐng)域。

嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)和各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物，這一點就決定了它必然是一個技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。

今天嵌入式系統(tǒng)帶來的工業(yè)年產(chǎn)值已超過了1萬億美元，1997年來自美國嵌入式系統(tǒng)大會(Embedded System Conference)的報告指出，未來5年僅基于嵌入式計算機系統(tǒng)的全數(shù)字電視產(chǎn)品，就將在美國產(chǎn)生一個每年1500億美元的新市場。美國汽車大王福特公司的高級經(jīng)理也曾宣稱，“福特出售的‘計算能力’已超過了IBM”，由此可以想見嵌入式計算機工業(yè)的規(guī)模和廣度。1998年11月在美國加州圣*何塞舉行的嵌入式系統(tǒng)大會上，基于RTOS的Embedded Internet成為一個技術(shù)新熱點。

美國著名未來學(xué)家尼葛洛龐帝99年1月訪華時預(yù)言，4～5年后嵌入式智能(電腦)工具將是PC和因特網(wǎng)之后最偉大的發(fā)明。我國著名嵌入式系統(tǒng)專家沈緒榜院士98年11月在武漢全國第11次微機學(xué)術(shù)交流會上發(fā)表的《計算機的發(fā)展與技術(shù)》一文中，對未來10年以嵌入式芯片為基礎(chǔ)的計算機工業(yè)進行了科學(xué)的闡述和展望。

3 嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的特點和要求 (Embedded System Industry, ESI)

3.1 嵌入式系統(tǒng)工業(yè)是不可壟斷的高度分散的工業(yè)

從某種意義上來說，通用計算機行業(yè)的技術(shù)是壟斷的。占整個計算機行業(yè)90 的PC產(chǎn)業(yè)，80 采用Intel的8x86體系結(jié)構(gòu)，芯片基本上出自Intel，AMD，Cyrix等幾家公司。在幾乎每臺計算機必備的操作系統(tǒng)和文字處理器方面，Microsoft的Windows及Word占80-90 ，憑借操作系統(tǒng)還可以搭配其它應(yīng)用程序。因此當代的通用計算機工業(yè)的基礎(chǔ)被認為是由Wintel(Microsoft和Intel 90年代初建立的聯(lián)盟)壟斷的工業(yè)。

嵌入式系統(tǒng)則不同，它是一個分散的工業(yè)，充滿了競爭、機遇與創(chuàng)新，沒有哪一個系列的處理器和操作系統(tǒng)能夠壟斷全部市場。即便在體系結(jié)構(gòu)上存在著主流，但各不相同的應(yīng)用領(lǐng)域決定了不可能有少數(shù)公司、少數(shù)產(chǎn)品壟斷全部市場。

因此嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域的產(chǎn)品和技術(shù)，必然是高度分散的，留給各個行業(yè)的中小規(guī)模高技術(shù)公司的創(chuàng)新余地很大。另外，社會上的各個應(yīng)用領(lǐng)域是在不斷向前發(fā)展的，要求其中的嵌入式處理器核心也同步發(fā)展，這也構(gòu)成了推動嵌入式工業(yè)發(fā)展的強大動力。嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的基礎(chǔ)是以應(yīng)用為中心的“芯片”設(shè)計和面向應(yīng)用的軟件產(chǎn)品開發(fā)。

3.2 嵌入式系統(tǒng)具有的產(chǎn)品特征

嵌入式系統(tǒng)是面向用戶、面向產(chǎn)品、面向應(yīng)用的，如果獨立于應(yīng)用自行發(fā)展，則會失去市場。嵌入式處理器的功耗、體積、成本、可靠性、速度、處理能力、電磁兼容性等方面均受到應(yīng)用要求的制約，這些也是各個半導(dǎo)體廠商之間競爭的熱點。

和通用計算機不同，嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計，量體裁衣、去除冗余，力爭在同樣的硅片面積上實現(xiàn)更高的性能，這樣才能在具體應(yīng)用對處理器的選擇面前更具有競爭力。嵌入式處理器要針對用戶的具體需求，對芯片配置進行裁剪和添加才能達到理想的性能；但同時還受用戶訂貨量的制約。因此不同的處理器面向的用戶是不一樣的，可能是一般用戶，行業(yè)用戶或單一用戶。

嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機地結(jié)合在一起，它的升級換代也是和具體產(chǎn)品同步進行，因此嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進入市場，具有較長的生命周期。嵌入式系統(tǒng)中的軟件，一般都固化在只讀存儲器中，而不是以