系统架构设计师:嵌入式系统架构设计理论与实践--嵌入式系统发展历程

嵌入式系统（Embedded System）是为了特定应用而专门构建的计算机系统，其架构是随着嵌入式系统的逐步应用而发展形成的。嵌入式软件架构的设计与嵌入式系统的体系架构是密不可分的。因此，首先介绍嵌入式系统硬件相关知识（系统特征、硬件组成和分类等）。其次，就嵌入式软件的架构设计原理、嵌入式的基础软件、嵌入式架构设计方法等进行详细论述。本章介绍内容对设计嵌入式软件架构非常有益。

由于嵌入式系统是为了特定应用而专门构建的计算机系统，其嵌入式软件的架构设计必然与嵌入式系统硬件组成紧密相关，了解嵌入式硬件基本知识对嵌入式软件架构设计有非常大的帮助。因此，先从嵌入式系统体系结构入手，逐步展开对嵌入式软件架构原理进行剖析，并分别对几类典型的嵌入式基础软件架构进行介绍。

嵌入式系统的发展大致经历了五个阶段：

第一阶段：单片微型计算机（SCM）阶段，即单片机时代。这一阶段的嵌入式系统硬件是单片机，软件停留在无操作系统阶段，采用汇编语言实现系统的功能。这阶段的主要特点是：系统结构和功能相对单一，处理效率低、存储容量也十分有限，几乎没有用户接口。

第二阶段：微控制器（MUC）阶段。主要的技术发展方向是：不断扩展对象系统要求的各种外围电路和接口电路，突显其对象的智能化控制能力。这一阶段主要以嵌入式微处理器为基础，以简单操作系统为核心，主要特点是硬件使用嵌入式微处理器、微处理器的种类繁多，通用性比较弱，系统开销小，效率高。

第三阶段：片上系统（SoC）。主要特点是：嵌入式系统能够运行于各种不同类型的微处理器上，兼容性好，操作系统的内核小，效率高。

第四阶段：以Internet为基础的嵌入式系统。嵌入式网络化主要表现在两个方面，一方面是嵌入式处理器集成了网络接口，另一方是嵌入式设备应用于网络环境中。

第五阶段：在智能化、云技术推动下的嵌入式系统。其特点是低能耗、高速度、高集成、高可信、适用环境广等，此时的嵌入式系统向两个方向发展：一个是面向端-端系统微型传感器设备，一个是面向智能服务的设备。

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