嵌入式系统实际应用的发展前景.docx

PAGE 1 PAGE 1 嵌入式系统实际应用的发展前景  本文介绍嵌入式系统及其应用现状，介绍了嵌入式系统的架构和性能，并分析了将来的发展前景。  1、发展前景  信息和学问经济时代，使当今的计算机科学技术的发展越来越深入到国民生活的方方面面，特殊高性能多核处理器、光纤与Myrinet等高速网络和高性能分布计算的标准工具推动了集群计算从高性能计算向高效能计算的转变。但如何管理调度浩大的资源集合，充分发挥每个部件的工作能力和降低系统耗能却成为亟待解决的问题，进一步如何使计算和通信无所不在并成为平凡用户都能便利享用的服务，跨越移动计算、嵌入式系统、自然人机交互、软件结构等多个研究领域的普适计算技术正在发挥着作用，当然还存在实现上下文感知和应用无缝迁移等问题需要解决。  另一方面，利用通信、嵌入式计算和传感器等技术，人们研制出了各种具有感知、计算和通信等能力的微型传感器，通过这些无线传感器网络人们可以在任何时间、地点和任何环境条件下协作地实时监测、感知、采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些信息进行处理，获得详尽精确的信息，传送到需要这些信息的用户。因此，这种网络系统被广泛地应用于国防军事、国家安全、环境监测、交通管理、医疗卫生、制造业、反恐抗灾等领域。  综上所述，嵌入式系统正是以其组网敏捷﹑牢靠性高﹑抗干扰能力强﹑低功耗和网络容量大等特点在计算机应用领域发挥着显著的作用，本文从商业应用层面小结嵌入式系统的应用研究现状，并结合计算机学科技术发展，从硬件，软件，集成架构和安全牢靠性能等方面展望将来。  2、嵌入式系统以及应用现状  2.1嵌入式系统与应用  嵌入式系统是一种面向应用、功能定制、资源受限、响应要求高、性能稳定、无自举开发能力，由硬件和软件两部分构成的专用计算机系统。“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素，应用对象系统指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。按产品的构成方式主要有如下四类：嵌入式微处理器（EmbeddedMicroprocessorUnit，EMPU）﹑嵌入式微掌握器（MicrocontrollerUnit，MCU）﹑嵌入式DSP处理器（EmbeddedDigitalSignalProcessor，EDSP）和嵌入式片上系统（SystemOnChip，SOC）。嵌入式系统总体特点：（l）嵌入式系统工业是不可垄断的高度分散的工业。（2）嵌入式系统是面向用户，特定种类的产品和详细领域应用。（3）嵌入式系统对软件要求高。一般固化在存储器芯片中，多任务嵌入式系统中，对重要性各不相同的任务进行统筹兼顾的合理调度是保证每个任务准时执行的关键。（4）嵌入式系统开发需要特定的开发环境和开发工具。（5）嵌入式系统软件需要实时操作系统（RTOS）开发平台。（6）嵌入式系统开发人员以专家为主。开发人员需要和各个不同行业的应用结合，要求计算机专业以外的更多学问，往往是各个应用领域的专家。  目前，作为主流32位RISC嵌入式处理器，ARM（AdvancedRISCMachines）以其高性能、低功耗的优势占据很大的市场份额。ARM处理器家族大致分为如下系列：ARM7、ARM9、ARM10、SecurCore、strongARM、Xscale等。嵌入式操作系统除了通用操作系统的基本特点外，还满意嵌入式便携式设备所需的可裁剪性﹑可移植性﹑实时性和低资源占用性等特点，常用通用型嵌入式操作系统有Linux﹑VxWorks﹑WindowsEmbeddedCE﹑PalmOS等，专用型嵌入式操作系统有SmartPhone﹑PocketPc﹑Symbian﹑Windowsmobile等。国内凯思集团推出了“女蜗Hopen”已能支持全部主流的嵌入式芯片。嵌入式掌握器体积小、牢靠性高、功能强、敏捷便利等很多优点，其应用已深入到多个领域。  2.2嵌入式系统的实例  2.2.1嵌入式人脸自动识别系统  在智能家居或户外非布控点的嵌入式人脸识别系统中，相关研究人员采用WindowsCE5.0操作系统和基于ARM微处理器的Liod开发平台硬件架构，以OpenCV为辅助开发工具实现了嵌入式自动人脸检测识别系统，设计中考虑嵌入式硬件设备、人脸样本的采集与筛选、识别算法等对嵌入式识别系统的性能和工作稳定性的影响。为解决在海量人脸库中进行识别的难题，设计实现了基于无线网络传输的远距离人脸识别系统。需要进一步改进是从系统设计角度由DSP芯片硬件完成人脸的检测和图像的预处理，改进人脸细节特征点描述，有效综合多种方法和其它生物特征的鉴别，可使嵌入式自动人脸识别系统达到低成本、低功耗、便携式等更好的目标。  2.2.2分