浅谈嵌入式系统的现状及发展趋势

根据IEEE国际电气和电子工程师协会定义，嵌入式系统是将计算机的硬件或者软件嵌入其他机、电设备或者应用系统中用于控制、监视或者辅助操作机器和设置的装置。现代嵌入式系统通常是基于微控制器（如含集成内存和/或外设接口的中央处理单元）的，但在较复杂的系统中普通微处理器使用外部存储芯片和外设接口电路。与个人计算机这样的通用计算机系统不同，嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。

由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务，设计人员能够对它进行优化，减小尺寸降低成本。嵌入式系统通常进行大量生产，所以单个的成本节约，能够随着产量进行成百上千的放大。

嵌入式系统在当下生活中应用非常广泛，应用于电信系统、电子类产品、医疗设备、智能家居等领域，常见的有手机、MP3、手环、智能电饭煲、电子字典、可视电话、数字相机、数字摄像机、U-Disk、机顶盒、高清电视、游戏机、智能玩具、交换机、路由器、数控设备或仪表、汽车电子、家电控制系统、医疗仪器、航天航空设备等都是典型的嵌入式系统。

目前的嵌入式开发更倾向于智能化，即智能硬件（硬件+软件），嵌入式产品的一个发展趋势是更倾向与自动化控制和人机交互。目前嵌入式系统正在进入网络化阶段，伴随着Internet技术与信息家电、工业控制、航空航天等技术结合日益密切，嵌入式设备与Internet的结合越发密切。

当下很多产品也逐步进入平常人的生活，小小设备实现大大的功能。仅仅在网购平台便能够用便宜的价格买到性价比超高的嵌入式系统产品，例如天猫精灵智能音箱、百度机器人以及海尔扫地机器人。

天猫精灵智能音响，可进行语音识别、对话交互，应用与娱乐、生活、购物、智能家具控制等方面，属于新一代音箱，组合口令就是能够让天猫精灵执行多个指令，比如设置口令“我回来了”，天猫精灵就会打开灯＋打开空调＋打开电视＋播放音乐，而且支持用户自定义设置。通过多传感器等硬件以及相应的配套嵌入式应用软件，并结合互联网，完成智能化多种方式的操作，实现和谐人机交互。

百度机器人，通过深度学习、神经网络等算法，实现“百度大脑”，具有自学习、自训练能力，如最强大脑的小度机器人，基于嵌入式的人工智能机器人系统,包括处理器模块,处理器模块的一侧与云端模块相连接，并且与红外线传感模块、视频采集模块、视频传输模块、湿度传感模块依次连接，能够有效的使得现有的已经工作的机器人进行嵌入相应的参数,大大的增加了机器人的实用性,使得机器人能够实现相关人员想要的目的并且能够进行实时更改。

海尔扫地机器人，能够自动巡逻，自动绘制室内地图，自动避障，自动清洁地面，机器人的核心是大脑，即是“数据和算法”，但机器人大脑想机器人身躯能够像人类一样活动，那么就必须得依靠嵌入式技术。

同时，当下年轻普遍喜欢佩戴的运动手环也是嵌入式开发的重要产品和集中智慧的结晶，小米手环3，可显示微信、来电等消息内容，振动闹钟，心率计算，步数统计，实时运动数据查询，睡眠质量监测等，内部不仅仅依靠各种必要的硬件装备，而且依托现在新的应用软件技术，能够实现嵌入式技术结合相应网络技术便利人民生活。嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使硬件和软件紧密耦合起来的计算机系统。

嵌入式系统用在一些特定专用设备上，通常这些设备的硬件资源(如处理器、存储器等)非常有限，并且对成本很敏感，有时对实时响应要求很高等。

嵌入式系统系统内核小，专用性强，属于专用型操作系统，系统精简，具有高实时性的操作系统软件。嵌入式开发在交叉平台开发，即在一个平台上开发，在另一个平台上运行，同时平台由硬件，操作系统和软件开发工具组成。嵌入式系统属于一个交叉学科，涵盖了微电子技术、电子信息技术、计算机软件和硬件等多项技术领域的应用。嵌入式开发是一项系统工程，因此要求嵌入式系统厂商不仅要提供嵌入式软硬件系统本身，同时还需要提供强大的硬件开发工具和软件包支持。

同时随着因特网技术的成熟、带宽的提高日益提高，以往单一功能的设备如电话、手机、冰箱、微波炉等功能不再单一，结构更加复杂，未来的嵌入式设备为了适应网络发展的要求，必然要求硬件上提供各种网络通信接口。

传统的单片机对于网络支持不足，而新一代的嵌入式处理器已经开始内嵌网络接口，除了支持TCP/IP协议，还有的支持IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口中的一种或者几种，同时也需要提供相应的通信组网协议软件和物理层驱动软件。软件方面系统系统内核支持网络模块，甚至可以在设备上嵌入Web浏览器，真正实现随时随地用各种设备上网，同时嵌入式系统具有精简系统内核、算法，降低功耗和软硬件成本，提供友好的多媒体人机界面.

随时人工智能的不断发展和深入，人工智能实现智能化无处不依赖嵌入式技术，人工智能学科在不知不觉中带动嵌入式技术革新，从一系列智能产品，包括无人机、智能音响、机器人控制、城市天眼系统、智能家具、自动驾驶汽车、扫地机器人、小米手环等等，都依靠嵌入式技术来实现，前沿嵌入式技术更倾向于嵌入式+智能学科的发展，由于嵌入式系统通常具有低功耗、体积小、集成度高等特点，因此随着消费家电的智能化和廉价微处理器的出现，嵌入式系统必将在日常生活里形成更大的应用领域。