1.2.1　嵌入式系统的产生和历史

嵌入式系统是先进的计算机技术、半导体技术、电子技术以及各种具体应用相结合的产物，是技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的新型集成知识系统。它起源于微型机时代，近几年网络、通信、多媒体技术的发展为嵌入式系统应用开辟了广阔的天地，使嵌入式系统成为继PC和Internet之后，IT界新的技术热点。

20世纪70年代发展起来的微型计算机，由于体积小、功耗低、结构简单、可靠性高、使用方便、性能价格比高等一系列优点，得到了广泛的应用和迅速普及。微型机表现出的智能化水平引起了控制专业人士的兴趣，要求将微型机嵌入到一个对象体系中，实现对象体系的智能化控制。例如，将微型计算机经电气加固和机械加固，并配置各种外围接口电路，安装到大型舰船中构成自动驾驶仪或轮机状态监测系统。这样一来，计算机便失去了原来的形态与通用的计算机功能。为了区别原有的通用计算机系统，把嵌入到对象体系中、实现对象体系智能化控制的计算机，称为嵌入式计算机系统。由此可见，嵌入式系统的嵌入性本质是将一个计算机嵌入到一个对象体系中。

1976年，Intel公司推出了MCS-48单片机，这个只有1KB ROM和64B RAM的简单芯片成为世界上第一台单片机，同时也开创了将微处理器系统的各种CPU外的资源（如ROM、RAM、定时器、并行口、串行口及其他各种功能模块）集成到CPU硅片上的时代。1980年，Intel公司对MCS-48单片机进行了全面完善，推出了8位MCS-51单片机，并获得巨大成功，开启了嵌入式系统的单片机应用模式。至今，MCS-51单片机仍在大量使用。1984年，Intel公司又推出了16位8096系列并将其称为嵌入式微控制器，这可能是“嵌入式”一词第一次在微处理器领域出现。此外，为了高速、实时地处理数字信号，1982年诞生了首枚数字信号处理芯片（DSP），DSP是模拟信号转换成数字信号以后进行高速实时处理的专业处理器，其处理速度比当时最快的CPU还快10～50倍。随着集成电路技术的发展，DSP芯片的性能不断提高，目前已广泛用于通信、控制、计算机等领域。

20世纪90年代后，伴随着网络时代的来临，网络、通信、多媒体技术得以发展，8/16位单片机在速度和内存容量上已经很难满足这些领域的应用需求。而由于集成电路技术的发展，32位微处理器价格不断下降，综合竞争能力已可以和8/16位单片机媲美。32位微处理器面向嵌入式系统的高端应用，由于其速度快，资源丰富，加上应用本身的复杂性、可靠性要求等，软件的开发一般需要操作系统平台支持。

嵌入式系统的全面发展是从20世纪90年代开始的，主要受到了分布式控制、数字化通信、信息家电、网络应用等强烈的应用需求所牵引。现在，人们可以随处发现嵌入式系统的应用，如手机、MP3播放器、数码照相机、机顶盒、路由器、交换机等。嵌入式系统在软、硬件技术方面迅速发展，首先是面向不同应用领域、功能更加强大、集成度更高、种类繁多、价格低廉、低功耗的32位微处理器逐渐占领统治地位，DSP器件向高速、高精度、低功耗发展，而且可以和其他的嵌入式微处理器相集成；其次，随着微处理器性能的提高，嵌入式软件的规模也成指数型增长，所体现出的嵌入式应用具备了更加复杂和高度智能的功能，软件在系统中体现出来的重要程度越来越大；嵌入式操作系统在嵌入式软件中的使用越来越多，所占的比例逐渐提高，同时，嵌入式操作系统的功能不断丰富，在内核基础上发展成为包括图形接口、文件、网络、嵌入式Java、嵌入式CORBA、分布式处理等完备功能的集合；最后，嵌入式开发工具更加丰富，已经覆盖了嵌入式系统开发过程的各个阶段。现在主要向着集成开发环境和友好人机界面等方向发展。