嵌入式系統/理論、設計與實現/簡介

嵌入式技術現已進入黃金時期，可獲得的知識豐富到令人難以置信。許多開源設計可供任何人學習和使用，從業餘愛好者到工程師。

在深入探討嵌入式系統之前，最好先了解嵌入式系統的本質。什麼是嵌入式系統，它與計算機有什麼區別？答案很多，每個答案都來自專家，他們從不同的角度看待這些系統。但幾乎所有定義都同意嵌入式系統的一些基本特徵。

• 它是一個系統，旨在完全或部分獨立於人工干預來執行其任務。
• 它專門設計用於以最有效的方式執行少數任務。
• 它與我們環境中的物理元素進行互動，例如控制和驅動電機、感測溫度等。

嵌入式系統和計算機之間最重要的區別之一是系統資源的限制。與現代計算機不同，嵌入式系統通常設計為緊湊、節能且價格低廉。另一個因素是計算機能夠獨立執行各種任務。儘管許多高階嵌入式系統表現出多工處理能力，但期望執行洗衣機的嵌入式系統提供播放數字音樂的功能是不合理的。

從實現的角度來看，計算機和嵌入式系統之間存在重大差異。嵌入式系統通常需要提供即時響應。即時系統被定義為一個系統，其正確性取決於其響應的及時性。此類系統的示例包括飛機的飛行控制系統、核反應堆和發電廠的感測器系統。對於這些系統，響應延遲是致命錯誤。即時系統的更寬鬆版本是及時響應允許少量延遲的版本。此類系統的一個示例是鐵路站臺的排程顯示系統。在技術術語中，即時系統可以分類為

• 硬即時系統 - 對響應及時性有嚴格限制的系統。
• 軟即時系統 - 能夠容忍響應時間略微變化的系統。
• 混合即時系統 - 對其效能表現出硬約束和軟約束的系統。

當我們深入瞭解這些系統時，我們將瞭解即時約束帶來了非常困難的實現問題。對於大多數此領域的初學者來說，排程和資源管理等複雜問題往往看起來像十頭噴火龍。

在下一節中，我們將系統地列出不同類別的嵌入式系統的關鍵特徵。我們還將討論另一類嵌入式系統：分散式嵌入式系統。

待續…

貢獻者：--Siddord 2005年8月30日 (UTC) 07:10