嵌入式产品
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2023年3月16日发(作者：哲学三巨头)浅谈嵌⼊式系统的现状及发展趋势
浅谈嵌⼊式系统的现状及发展趋势
根据IEEE国际电⽓和电⼦⼯程师协会定义，嵌⼊式系统是将计算机的硬件或者软件嵌⼊其他机、电设备或者应⽤系统中⽤于控制、监
视或者辅助操作机器和设置的装置。现代嵌⼊式系统通常是基于微控制器（如含集成内存和/或外设接⼝的中央处理单元）的，但在较
复杂的系统中普通微处理器使⽤外部存储芯⽚和外设接⼝电路。与个⼈计算机这样的通⽤计算机系统不同，嵌⼊式系统通常执⾏的是
带有特定要求的预先定义的任务。
由于嵌⼊式系统只针对⼀项特殊的任务，设计⼈员能够对它进⾏优化，减⼩尺⼨降低成本。嵌⼊式系统通常进⾏⼤量⽣产，所以单个
的成本节约，能够随着产量进⾏成百上千的放⼤。
嵌⼊式系统在当下⽣活中应⽤⾮常⼴泛，应⽤于电信系统、电⼦类产品、医疗设备、智能家居等领域，常见的有⼿机、MP3、⼿环、
智能电饭煲、电⼦字典、可视电话、数字相机、数字摄像机、U-Disk、机顶盒、⾼清电视、游戏机、智能玩具、交换机、路由器、数
控设备或仪表、汽车电⼦、家电控制系统、医疗仪器、航天航空设备等都是典型的嵌⼊式系统。
⽬前的嵌⼊式开发更倾向于智能化，即智能硬件（硬件+软件），嵌⼊式产品的⼀个发展趋势是更倾向与⾃动化控制和⼈机交互。⽬前
嵌⼊式系统正在进⼊⽹络化阶段，伴随着Internet技术与信息家电、⼯业控制、航空航天等技术结合⽇益密切，嵌⼊式设备与Internet
的结合越发密切。
当下很多产品也逐步进⼊平常⼈的⽣活，⼩⼩设备实现⼤⼤的功能。仅仅在⽹购平台便能够⽤便宜的价格买到性价⽐超⾼的嵌⼊式系
统产品，例如天猫精灵智能⾳箱、百度机器⼈以及海尔扫地机器⼈。
天猫精灵智能⾳响，可进⾏语⾳识别、对话交互，应⽤与娱乐、⽣活、购物、智能家具控制等⽅⾯，属于新⼀代⾳箱，组合⼝令就是
能够让天猫精灵执⾏多个指令，⽐如设置⼝令“我回来了”，天猫精灵就会打开灯＋打开空调＋打开电视＋播放⾳乐，⽽且⽀持⽤户
⾃定义设置。通过多传感器等硬件以及相应的配套嵌⼊式应⽤软件，并结合互联⽹，完成智能化多种⽅式的操作，实现和谐⼈机交
互。
百度机器⼈，通过深度学习、神经⽹络等算法，实现“百度⼤脑”，具有⾃学习、⾃训练能⼒，如最强⼤脑的⼩度机器⼈，基于嵌⼊
式的⼈⼯智能机器⼈系统,包括处理器模块,处理器模块的⼀侧与云端模块相连接，并且与红外线传感模块、视频采集模块、视频传输模
块、湿度传感模块依次连接，能够有效的使得现有的已经⼯作的机器⼈进⾏嵌⼊相应的参数,⼤⼤的增加了机器⼈的实⽤性,使得机器⼈
能够实现相关⼈员想要的⽬的并且能够进⾏实时更改。
海尔扫地机器⼈，能够⾃动巡逻，⾃动绘制室内地图，⾃动避障，⾃动清洁地⾯，机器⼈的核⼼是⼤脑，即是“数据和算法”，但机
器⼈⼤脑想机器⼈⾝躯能够像⼈类⼀样活动，那么就必须得依靠嵌⼊式技术。
同时，当下年轻普遍喜欢佩戴的运动⼿环也是嵌⼊式开发的重要产品和集中智慧的结晶，⼩⽶⼿环3，可显⽰微信、来电等消息内容，
振动闹钟，⼼率计算，步数统计，实时运动数据查询，睡眠质量监测等，内部不仅仅依靠各种必要的硬件装备，⽽且依托现在新的应
⽤软件技术，能够实现嵌⼊式技术结合相应⽹络技术便利⼈民⽣活。嵌⼊式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使硬件和软件
紧密耦合起来的计算机系统。
嵌⼊式系统⽤在⼀些特定专⽤设备上，通常这些设备的硬件资源(如处理器、存储器等)⾮常有限，并且对成本很敏感，有时对实时响应
要求很⾼等。
嵌⼊式系统系统内核⼩，专⽤性强，属于专⽤型操作系统，系统精简，具有⾼实时性的操作系统软件。嵌⼊式开发在交叉平台开发，
即在⼀个平台上开发，在另⼀个平台上运⾏，同时平台由硬件，操作系统和软件开发⼯具组成。嵌⼊式系统属于⼀个交叉学科，涵盖
了微电⼦技术、电⼦信息技术、计算机软件和硬件等多项技术领域的应⽤。嵌⼊式开发是⼀项系统⼯程，因此要求嵌⼊式系统⼚商不
仅要提供嵌⼊式软硬件系统本⾝，同时还需要提供强⼤的硬件开发⼯具和软件包⽀持。
同时随着因特⽹技术的成熟、带宽的提⾼⽇益提⾼，以往单⼀功能的设备如电话、⼿机、冰箱、微波炉等功能不再单⼀，结构更加复
杂，未来的嵌⼊式设备为了适应⽹络发展的要求，必然要求硬件上提供各种⽹络通信接⼝。
传统的单⽚机对于⽹络⽀持不⾜，⽽新⼀代的嵌⼊式处理器已经开始内嵌⽹络接⼝，除了⽀持TCP/IP协议，还有的⽀持IEEE1394、
USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接⼝中的⼀种或者⼏种，同时也需要提供相应的通信组⽹协议软件和物理层驱动软件。软件⽅⾯
系统系统内核⽀持⽹络模块，甚⾄可以在设备上嵌⼊Web浏览器，真正实现随时随地⽤各种设备上⽹，同时嵌⼊式系统具有精简系统
内核、算法，降低功耗和软硬件成本，提供友好的多媒体⼈机界⾯.
随时⼈⼯智能的不断发展和深⼊，⼈⼯智能实现智能化⽆处不依赖嵌⼊式技术，⼈⼯智能学科在不知不觉中带动嵌⼊式技术⾰新，从
⼀系列智能产品，包括⽆⼈机、智能⾳响、机器⼈控制、城市天眼系统、智能家具、⾃动驾驶汽车、扫地机器⼈、⼩⽶⼿环等等，都
依靠嵌⼊式技术来实现，前沿嵌⼊式技术更倾向于嵌⼊式+智能学科的发展，由于嵌⼊式系统通常具有低功耗、体积⼩、集成度⾼等特
点，因此随着消费家电的智能化和廉价微处理器的出现，嵌⼊式系统必将在⽇常⽣活⾥形成更⼤的应⽤领域。