嵌入式系統是什麼【設計挑戰x例子x定義4優點6特色】

嵌入式系統是什麼?生活中到處都是嵌入式系統你知道嗎?嵌入式系統定義、優點、特色一次告訴你!

嵌入式系統是什麼?淺談嵌入式系統設計x 定義x例子說明
嵌入式系統是什麼?淺談嵌入式系統設計x 定義x例子說明

嵌入式系統是什麼?

嵌入式系統(embedded system)是「嵌入式計算機系統」的簡稱,它是一種嵌入在設備與系統內部的軟體系統,這種計算機系統是通常內建於較大的系統或裝置中且為了特定用途而設計開發的.例如:飛機導航系統和MP3播放器…等

嵌入式系統是:計算機技術為基礎,以應用為主要中心,軟硬體可裁剪,對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統。

以下簡單比較一下平常所知道的電腦和嵌入式系統:

泛用型電腦嵌入式系統
類型看得見的電腦。用結構規模、運算速度分類。看不見的電腦。 類型多樣,應用領域廣泛,通常用應用領域來分類.
組成泛用型處理器、標準匯流排和 外部週邊。 軟體和硬體相對獨立。應用導向的嵌入式微處理器, 匯流排和週邊緣件多整合在處理器內部。 軟體與硬體緊密結合
開發方式開發平台和應用執行平台都是泛用型電腦開發平臺是泛用型電腦,運行應用平臺是目標嵌入式系統。 
電腦與嵌入式系統比較差別

嵌入式系統定義是? 特色是?

嵌入式系統定義是以應用的角度來定義嵌入式系統:它是「控管、監看、協助機器設備或工廠運做的一個裝置」。

嵌入式系統定義有以下4項:

  1. 一種特定用途的計算機系統
  2. 內建於較大的系統或裝置設備中
  3. 使用為處理器系統而非其他控制方式
  4. 嵌入式系統優點:精密控制、精確時序、低開發成本、低單位成本、高彈性、小尺寸、輕量等等.
嵌入式系統定義是? 4優點6特色
嵌入式系統定義是? 4優點6特色

了解完基本的嵌入式系統定義是什麼之後,我們來看嵌入式系統特徵是?

嵌入式系統特徵有哪些?6大點告訴你

  1. 具有高度可靠性
    嵌入式系統大多面向控制應用,任何錯誤動作都可能會帶來嚴重後果。因此系統的可靠性十分重要。
  2. 具有專用性
    嵌入式系統與具體應用是緊密結合的一體,它具有很強的專用性。是依照特定的需求而設計出的系統,正因為目標明確,所以嵌入式系統往往能做到最優化的設計和量身剪裁,因此效率一般來說是非常高的。
  3. 具有隱蔽性
    嵌入式系統通常隱藏在非計算機系統(設備的一部分),隱藏在內部,人們一般只關注其宿主系統或是設備的操作使用、功效、及性能,而並沒有注意到隱藏在其中的嵌入式系統。
  4. 具有資源受限的特性
    嵌入式系統通常具備著輕型迷你化、低功耗和低成本的要求,所以它的軟硬體資源會受到極高的限制,大多數嵌入式系統的軟硬體都剛好僅能滿足其宿主設備的需求,因此嵌入式系統的開發有較為著嚴格的要求。
  5. 具有實時性
    嵌入式系統廣泛用於過程控制、數據採集、通信傳輸…等領域,承擔著測量、控制、調節、報警等要求及時作出反應的任務。因而嵌入式系統一般都有一定的實時性,即:必須在一個可預測和有保證的時間段內對外部事件作出正確反應。

    按照對實時性的要求,嵌入式系統還可以分為三大類:
    • 非實時系統:
      對響應時間基本沒有要求.
      如:一般電子書籍的嵌入式系統。
    • 軟實時系統:
      對響應時間有基本要求,但系統的響應時間沒有達到要求,並不會產生嚴重後果.
      如:捷運站台上顯示的列車時刻表系統。
    • 硬實時系統:
      對響應時間有嚴格的要求,一旦系統的響應時間未能達到要求,便可能產生嚴重後果.
      應用於機械上如:汽車和飛機上的檢測控制系統。
  6. 具有軟體固化
    嵌入式系統是軟硬體高度結合的產物,通常一般使用者無法變動嵌入式系統的程序功能。

以上的說明看完,相信您更了解嵌入式系統是什麼,還有嵌入式系統定義與特色優點了!接下來我們看看嵌入式作業系統生活中常見的有哪些?

常見的嵌入式作業系統有哪些?

一般常見開發的嵌入式作業系統,舉例如下:

  • 物聯網、車聯網
  • Android 嵌入式開發。
  • Linux 嵌入式開發。
  • 智慧型手機、平板電腦、智慧型手錶。
  • 穿戴裝置,例如小米手環。
  • 微軟的 Xbox 、 Kinect。
  • 無人機系統。
  • VR 系統。
常見的嵌入式作業系統有哪些?生活常見告訴你
常見的嵌入式作業系統有哪些?生活常見告訴你

嵌入式系統設計重點有哪些? (embedded system design)

嵌入式系統設計(embedded system design)的核心是由一個或數個,預先編程好的微處理器,或者微控制器組成,用來執行少數任務。不同於通用計算機能夠運行用戶選擇的軟體,嵌入式系統上的軟件稱為”韌體”,通常是暫時不變的,通用計算機的軟體資源是可擴展的,通用的,嵌入式計算機的軟體資源是單一而專用的。

嵌入式系統設計產品需要留意的重點:

  • 軟硬體平台密切配合
  • 選擇正確的開發工具且程式碼移植性好
  • 程式執行效率高,程式碼精簡
  • 消費性電子產品須更注重UI/UX設計

嵌入式系統設計執行4大面向(品質、效能、成本、耗電),是專案執行過程中嵌入式系統工程師都需要各方面衡量取得最佳的結果,缺一不可,以上提及的都是在嵌入式系統設計中各方面的挑戰.

嵌入式系統應用領域有哪些? 例子?

嵌入式系統實際應用的領域是非常廣泛的涉及到的領域也是非常的多,例如說工業生產、日常生活、以及航空…等多個領域.

而且隨著這項技術的不斷發展與創新,未來會在很多其他的領域當中也會有更廣泛的應用,像現在很多工業控制、交通管理、信息、家電…等領域都廣泛應用到嵌入式系統。

在生活中可以看到許多裝置都是嵌入式系統例子,例如:

  • MP3
  • 居家防盜裝置
  • 智慧電視
  • 許多隱藏的嵌入式系統裝置,不會直接被看到的,像是一部汽車就包含數百個小型嵌入式裝置,每個裝置裡面都有不同的系統.

嵌入式系統現在發展非常的迅速,已經廣泛進入我們的生活中,他的應用前景是非常廣泛的,人們將會無時無處不接觸到嵌入式產品,從家裡的洗衣機、電冰箱,到交通工具的自行車、汽車,或是辦公室裡的遠程會議系統…等。

從一般家庭、公共場所、辦公室或生活周遭,人們可能會使用數十片甚至更多的嵌入式系統,將一些電子信息設備甚至電氣設備構集合而成無線網絡,在車上、旅途中,人們利用這樣的嵌入式系統可以實現遠程辦公、遠程遙控!

嵌入式系統產品-實際案例分享

這篇分享一個嵌入式系統的實際案例,如下展示:

嵌入式系統: 智慧視訊會議系統

嵌入式系統實際案例分享-智慧視訊系統
嵌入式系統實際案例分享-智慧視訊系統
  1. 產品:
    基於Yocto Project, 並搭載高通晶片的全方位視訊會議系統
  2. 產品用途:
    針對企業型用戶, 優化以及簡化會議體驗, 易於架設與管理的視訊會議系統
  3. 雲景的整合設計:
    雲景基於本身對高通晶片的熟悉,與對嵌入式系統高度掌握,替客戶規劃完整的系統軟體架構, 以及使用者介面設計, 用Yocto Project, 從底層的驅動軟體優化調適,到上層的服務軟體整合開發,最後通過質量測試考驗,雲景提供了完整且優質的解決方案
  4. 雲景幫助終端客戶解決:
    • 系統的整合設計
    • 軟體開發/優化
    • 特定主體的體驗優化, 如軟體效能, 耗電平衡等
    • 三方軟體嵌入整合
    • 協助通過國際大廠微軟 Teams認證
    • 釐清解決開發過程中,多方性的整合問題,提供給客人安心的方案

此嵌入式系統開發者為「雲景科技」,雲景是一家新創的專業軟體服務公司,專注在軟體設計、程式開發、品質保證及技術支援等全流程服務的軟體服務。於智慧移動設備及無線互聯網行業軟體研發及諮詢服務,致力提供全球化的軟體研發專業服務。

雲景科技提供從MCU,到複雜的SoC,如ARM等,從linux或Android (wearable ) 軟體移植,底層的Bootloader,Device Driver,到OpenCV的應用等等,以及第三方案的整合,雲景提供給客戶完善的整體解決方案,幫客戶完成差異化,可客製的崁入式系統.

結語

嵌入式系統的應用無遠弗屆,而且與我們生活、工作、甚至休閒娛樂..,都是息息相關的,科技日益發達,人們生活更加便利與省時,高科技已經與我們密不可分並且是環環相扣、息息相關!後續我們再來聊聊嵌入式系統趨勢發展~

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