2008年2月19日 星期二

我的嵌入式系統觀念

自從計算機的發明到現在個人電腦的普及,電腦帶動了整個世界的進步,我們利用電腦來操作繁雜的動作或是運算複雜的演算法,當電腦中的處理器越快,就能夠更快的得到我們要的結果,因此在過去的處理器著重的是速度。但現在對於電腦產品的需求已不再是速度,而是多樣化。在個人電腦普及的時代,有許多的工作都能夠在同一台電腦上完成,若是需要特別的功能,只要硬體資源足夠,都能夠利用撰寫軟體來達成該功能,因此個人電腦是一台通用的電腦。但現在有很多的應用是不需要像個人電腦這樣運算功能強大的硬體,像是在PC上可以播放mp3,但有更大的市場需要mp3能夠隨身攜帶,因此設計一個特殊的硬體以及軟體,讓mp3能夠在省電、體積小、價格便宜的市場需求下實現出來。因此mp3播放器可稱為嵌入式系統。而嵌入式系統是在最近幾年才有的概念嗎?那可不,在10多年以前,日本知名公司出產的電視遊樂器,想要玩何種遊戲就插什麼卡,在主機以及卡帶上都有可程式化的處理器,所以早在十多年前日本人就已經大量的利用嵌入式系統了。如果一台PC拿來作為監視系統的平台,算不算是嵌入式系統?我相信許多人的答案是肯定的,因為這個時候PC上的軟體只針對監視系統的各種需求來設計,並不會拿來作為其他用途,因此可稱為嵌入式系統。

嵌入式系統在現在的生活中早已與我們密不可分了,像是手機、汽車的行車電腦、熱水器、瓦斯爐等等,都是嵌入式系統的一環,隨著處理器的進步,嵌入式系統只會越來越多,並且一步步地提供我們更好的生活。

嵌入式系統是根據不同的需求,來設計不同的硬體以及軟體,以達到成本、利益與需求的平衡。所以相對於個人電腦,嵌入式系統是一個依據特殊需求所設計的一個系統,在設計階段不僅包含了微電腦軟硬體緊密的設計,也要考量到不同領域的合作。像是美國太空總署所開發的火星探測車至少就包含了控制、太空科學、通訊等許多專業領域的結合,並且利用微電腦來將各領域所製造的模組整合起來,使其穩定的工作。因此開發一個嵌入式系統需要與各種領域的開發人員互相合作,並且以軟硬體緊密的結合達到系統功能完全的符合規格,所以嵌入式系統不是只有一個人就能完成的系統,而是要與各個不同領域的工程師互相合作。

有很多人初學嵌入式系統都有一個疑問:一個過去稱為微處理機系統或是微電腦系統的裝置,為何現在有另一個名稱叫做嵌入式系統?嵌入式系統的原文是Embedded system,Embedded是一個形容詞,意思是「被放入的」,而Embedded system照字面上的翻譯是一個「被放入的系統」,聽起來感覺是一個未完成的字彙,到底一個系統會被放入什麼東西呢?那就是—微電腦,一個可程式化的微電腦被放入到一個系統中就可稱為嵌入式系統。而嵌入式系統可大約分為下列幾種:

1. 小型嵌入式系統(通常無OS、至少一個人可完成軟硬體設計,如:來電顯示器)
2. 中型嵌入式系統(有OS、一個研發團隊可完成,如:Wii、電腦字典、手機)
3. 大型嵌入式系統(有OS、跨研發團隊、跨公司,如:飛行模擬系統)

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