嵌入式系統是為特定目的而建立的軟體和硬體的組合。 此外,嵌入式系統可以作為更廣泛系統的一部分執行。 該系統可以是可程式設計的,也可以只能執行特定的功能。 嵌入式系統可用於工業機械、消費裝置、農業和加工部門裝置、車輛、醫療裝置、相機、數字手錶、家用電器、飛機、自動售貨機、玩具和移動裝置。 功能較少的小型計算機或嵌入式系統稱為嵌入式作業系統。
它用於執行電子最終產品的一項或多項功能。 與需要 Windows、Linux 或 Mac OS 等作業系統來執行簡單應用程式的台式計算機類似,嵌入式系統也需要作業系統來啟用和加速其功能。
例如,每部手機都有乙個嵌入式作業系統,如 iOS 或 Android,該作業系統在裝置開啟時啟動。 借助該作業系統,開發人員可以將應用程式整合到具有各種硬體的每部智慧型手機上。 在某些情況下,嵌入式作業系統也稱為實時作業系統 (RTOS)。 多虧了它,它填補了所有現有的空白,並建立了乙個有凝聚力的應用程式,尤其是對於作業系統。
整合到機器或電器中的小型處理器成本低且節能。 術語“嵌入式”是指嵌入式系統始終作為整個裝置的元件執行。 它們通常包括 CPU、電源、記憶體和通訊介面。 嵌入式系統使用通訊埠通過 CPU 和外圍裝置(通常是其他嵌入式系統)之間的通訊協議傳送資料。 借助簡單的記憶體儲存軟體,處理器可以解釋這些資料。 通常,軟體是為提供嵌入式系統的目的而定製的。
AI助手創作季 嵌入式系統通常實時執行,並使用 RTOS(實時作業系統)與硬體進行互動。 設計人員越來越確信,近實時技術適用於更高水平的晶元容量,並且可以容忍反應時間的微小波動。 在這些情況下,通常使用功能減少的 Linux 作業系統。 但是,其他作業系統(如嵌入式 J**A 和 Windows IoT)也減少了它們在嵌入式裝置上的使用。
處理器可以是微控制器或微處理器。 微控制器只是乙個具有內建儲存器和外部埠的微處理器。 儲存器和外設不是內建在微處理器晶元中,而是用於單獨的積體電路中。 兩者都是可就業的;然而,由於微處理器的整合度低於微控制器,因此它們通常需要額外的支援電路。 片上系統 (SoC) 是一種標準解決方案。 SoC 在單個晶元上整合了多個處理器和介面。 它們通常用於笨重的嵌入式系統。 專用積體電路 (ASIC) 和現場可程式設計門陣列 (FPGA) 是 SoC 的示例。
RTOS(實時作業系統)通常是一種功能較弱的作業系統,它通過在一定時間限制內處理輸出並以可以使用的方式執行它來支援多執行緒程式。 這些過程必須在**時間精確執行,以保持系統的功能,因為它們對時間敏感。
RTOS 提供嚴格的資源管理和排程,以滿足應用程式要求,並確保在截止日期內完成對時間敏感的活動。 此外,RTOS 有兩種型別:軟實時作業系統和硬實時作業系統。 主要區別在於,硬 RTOS 必須在預定的時間內(例如 x 毫秒)始終如一地完成給定任務。
嵌入式作業系統的乙個子集包括 RTOS。 那麼,是否所有RTOS都構成了嵌入式作業系統?並非所有嵌入式作業系統都是 RTOS。 系統的時間重要性是 RTOS 和嵌入式作業系統解決方案之間最大的差異。 非關鍵系統可以是機上娛樂系統,每個乘客都可以使用它在空中觀看電影、玩遊戲或追看電視劇集。 當乘客開啟裝置時,不會設定可以播放電影或電視節目的時間。
另一方面,負責監督起飛、著陸和其他一些活動的飛機導航系統必須快速執行。 實時元件是快速完成任務所必需的。 在這樣的系統中,永遠不會出現意外的延遲。 在為嵌入式計算機選擇實時作業系統時,評估這些標準至關重要。