�。薄∏度胧较到y(tǒng)簡史

　�。保薄∏度胧较到y(tǒng)的誕生

　　嵌入式系統(tǒng)誕生于微型機時代，經(jīng)過微型計算機的嵌入式專用化的短暫探索后，便進入到嵌入式系統(tǒng)獨立的微控制器發(fā)展時代。

　　直接在嵌入式處理器與外圍集成電路技術(shù)基礎上發(fā)展的帶處理器內(nèi)核的單片機，即微控制器的智能化電子系統(tǒng)。即便有處理器內(nèi)核，也是嵌入式處理器而非通用微處理器。下面用圖１來解釋嵌入式系統(tǒng)不是專用計算機。

　　圖１　嵌入式系統(tǒng)的誕生、探索與發(fā)展

　　現(xiàn)代計算機是在微處理器基礎上誕生的微型計算機。微型機誕生后，以其小體積、低價位、高可靠性，迅速走出機房，引發(fā)了大型機電設備的智能化控制要求。要求將微型計算機嵌入到大型機電設備中，承擔起大型機電設備的智能化控制，這樣的微型計算機便成為嵌入到特定機電系統(tǒng)中的專用計算機。為了與通用計算機系統(tǒng)相區(qū)別，把這種專用計算機稱為“嵌入式計算機系統(tǒng)”。從嵌入式系統(tǒng)概念誕生于微型機的事實出發(fā)，早期可以認為嵌入式系統(tǒng)是專用計算機系統(tǒng)。

　�。保病Ｓ糜嬎銠C探索的失敗之路

　　嵌入式系統(tǒng)誕生后，為了滿足對象系統(tǒng)最廣泛的嵌入式應用要求，不斷探索嵌入式系統(tǒng)的應用模式，早期都是按照專用計算機的工控機、單板機、微機單片化的思路發(fā)展。

　　工控機是將微型計算機進行機械加固、電氣加固后，作為嵌入式系統(tǒng)應用，無法滿足嵌入式系統(tǒng)的微小體積、極低價位、高可靠、對象耦合性好的基本要求。隨后，出現(xiàn)了板級狀態(tài)的微型計算機（單板機），減小了計算機體積、降低了價位，迅速掀起了傳統(tǒng)電子系統(tǒng)的智能化改造熱潮。

　　無論是工控機，還是單板機，都無法徹底地滿足嵌入式系統(tǒng)的微小體積、極低價位、高可靠性的要求。人們便直接將微型計算機體系結(jié)構(gòu)進行簡化，集成到一個半導體芯片中，做成單片微型計算機。ｍｏｔｏｌｏｒａ公司的６８０１系列就是由６８００系列微型機簡化后集成的單片微型計算機。單片微型計算機徹底解決了嵌入式系統(tǒng)的極小體積、極低價位，但在高可靠性及對象可控性方面沒有本質(zhì)上的改進。國外將芯片化的微型計算機稱作ｓｉｎｇｌｅ　ｃｈｉｐ�。恚椋悖颍铮悖铮恚穑酰簦澹颉�

　　作為工業(yè)控制的嵌入式應用，高可靠性、對象耦合性至關(guān)重要，它已跳出傳統(tǒng)計算機的應用要求。例如，嵌入式系統(tǒng)從一開始就把“死機”、“實時性”作為重要的技術(shù)問題，把與對象系統(tǒng)電氣連接的總線、接口、系統(tǒng)配置作為重要的技術(shù)發(fā)展方向。因此，嵌入式系統(tǒng)必須擺脫“專用計算機”的羈絆，走獨立的“微控制器”道路。實踐證明，通用微控制器基礎上的工控機、單板機、單芯片化的專用計算機的發(fā)展道路是行不通的。

　　１．３　嵌入式系統(tǒng)的獨立發(fā)展道路

　　嵌入式系統(tǒng)的微控制器（ｍｃｕ）發(fā)展道路，是一條擺脫“專用計算機”羈絆，獨立發(fā)展的道路。這是一條由ｉｎｔｅｌ�。恚悖螅担眴纹瑱C、ｉｄｃｘ５１實時多任務操作系統(tǒng)開辟的單片機獨立發(fā)展的道路。ｍｃｓ５１是一個在微電子學、集成電路基礎上，按照嵌入式應用要求，原創(chuàng)的嵌入式處理器。ｍｃｓ５１原創(chuàng)的體系結(jié)構(gòu)、控制型的指令系統(tǒng)與布爾空間、外部總線方式、特殊功能寄存器（ｓｆｒ）的管理模式，奠定了嵌入式系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)基礎；ｉｄｃｘ５１是專門與ｍｃｓ５１單片機配置，滿足嵌入式應用要求原創(chuàng)的實時多任務操作系統(tǒng)。

　　ｍｃｓ５１開創(chuàng)了嵌入式系統(tǒng)獨立發(fā)展的單片機時代。這是一個微控制器時代，國外及時、準確地將“ｓｉｎｇｌｅ�。悖瑁椋稹。恚椋悖颍铮悖铮恚穑酰簦澹颉备姆Q為“ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ�。酰睿椋簟�。這不是文字游戲。

　　嵌入式系統(tǒng)進入單片機發(fā)展時代，最重要的技術(shù)發(fā)展熱點是，全面滿足嵌入式應用要求的擴展總線、通信總線；軟件的實時性要求；與對象體系相連接的傳感器接口、伺服驅(qū)動接口、人機接口與通信接口；滿足低功耗管理要求的時鐘系統(tǒng)、電源管理系統(tǒng)與低功耗方式；可以滿足多種狀態(tài)激勵的中斷系統(tǒng)等。

　　在單片機時代，嵌入式系統(tǒng)主要用于傳統(tǒng)電子系統(tǒng)的智能化改造，形成了半導體廠家與對象系統(tǒng)電子工程師的應用時代。更貼切地說，單片機應用系統(tǒng)是一個智能化的現(xiàn)代電子系統(tǒng)。

　　由于嵌入式系統(tǒng)的廣泛應用，以及半導體集成電路提供的多種支持，在嵌入式系統(tǒng)領域又出現(xiàn)了ｄｓｐ及ｐｌｄ的解決方案（見圖１）。ｄｓｐ突出信號處理功能，與嵌入式處理器相結(jié)合，成為嵌入式系統(tǒng)的一個重要分支；ｐｌｄ則提供了門陣列半定制的嵌入式應用系統(tǒng)的解決方案，并形成了ｓｏｐｃ、ｆｐｇａ／ｃｐｌｄ的兩大分支。無論是哪個技術(shù)發(fā)展方向，ｓｏｃ都是嵌入式應用系統(tǒng)的統(tǒng)一歸屬。

　　當前，否定嵌入式系統(tǒng)的專用計算機概念，具有重要的現(xiàn)實意義。它有利于四個支柱學科在嵌入式系統(tǒng)中的正確定位與