《嵌入式系统——从SoC芯片到系统（第2版）》.pdf

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1.1 什么是嵌入式系统 关于嵌入式系统的定义可以说是众说纷纭， IEEE给出的定义是： “嵌入式系统是用来控制、监控、 或者辅助操作机器、装置、工厂等大规模系统的设备。 ”而维基百科给出的定义则是： “所谓嵌入式系 统是指完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统。 ”国内学术界和工业界普遍接受 的定义则是： “嵌入式系统是指 以应用为中心 ，以计算机技术为基础，软件硬件可剪裁，适应应用系统 对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的 专用计算机系统 。” 总而言之，与巨型机、服务器、工作站和 PC等通用计算平台不同，嵌入式系统是为特定应用设 计的专用计算机系统。所谓通用计算平台，是指计算机的功能主要取决于所运行的软件系统，不同的 软件决定了通用计算机系统的功能，比如在服务器上运行 Web服务器，那么这台服务器的主要功能就 是作为网页服务器，而如果运行的是打印服务，那么该服务器的主要功能就是打印服务器。嵌入式设 备则通常具有一个非常特定的应用功能，比如即使在今天智能手机的功能已经非常强大，可以集成大 量的应用，但是其作为电话的功能却必须是首先实现的。所以从最广义的角度上来看，只要是专用计 算机系统都可以称为是嵌入式系统，甚至有种开玩笑似的定义，所谓嵌入式系统就是 PC取反，所有 非PC类的计算机系统都是嵌入式系统。甚至 PC也是由嵌入式系统构成的，比如键盘控制器、硬盘的 控制器构成的专用控制系统等等。 从嵌入式系统的定义我们可以知道嵌入式的应用其实无所不在，现代生活每天都在和嵌入式系统 打交道。据ARM公司的预测， 2013年全球出货的消费电子类产品将达到 24亿部（其中手机 14亿部）， 而围绕工业控制、汽车电子、网络通信等传统嵌入式设备应用， 2013年全球出货的嵌入式微处理器将 达到110亿颗。可以不夸张地说，嵌入式应用和相关技术支撑了全球电子信息类产业的大半壁江山。 与通用计算平台不同，嵌入式应用往往更加强调系统的高性能、低成本、低功耗以及实时性、可 靠性等设计因素。尤其是对于消费电子这类面大量广，强调用户体验，并且采用电池供电的设备而言， 系统的性能、成本以及功耗 是必须考虑的优化目标。然而，高性能往往意味着高成本和高功耗，如何 在性能、成本与功耗间找到折中是这类产品设计过程中必须面对的挑战。本书也试图重点介绍这三个 设计维度的考量、优化与折中。 值得一提的是，传