定议 嵌入式系统，英文全称是embedded system。是为特定功能设计的计算机硬件和软件的组合。嵌入式系统也可以在更大的系统中运行。系统可以编程或具有固定功能。工业机械、消费电子产品、农业和加工业设备、汽车、医疗设备、相机、数字手表、家用电器、飞机、自动售货机和玩具以及移动设备都是嵌入式系统的可能位置。

虽然嵌入式系统是计算系统，但它们的范围可以从没有用户界面（UI）（例如，在设计用于执行单个任务的设备上）到复杂的图形用户界面（GUI），例如在移动设备中。用户界面可以包括按钮、LED（发光二极管）和触摸屏感应。某些系统也使用远程用户界面。

企业对企业（B2B）研究公司MarketsandMarkets预测，到2025年，嵌入式市场的价值将达到1162亿美元。嵌入式系统的芯片制造商包括许多知名科技公司，如苹果、IBM、英特尔和德州仪器。预期增长部分是由于对人工智能（AI）、移动计算的持续投资以及对专为高级处理而设计的芯片的需求。 嵌入式系统示例 嵌入式系统广泛应用于各行各业的各种技术中。一些例子包括：

汽车。现代汽车通常由许多计算机（有时多达100台）或嵌入式系统组成，旨在执行车辆内的不同任务。其中一些系统执行基本的实用程序功能，而其他系统则提供娱乐或面向用户的功能。消费类车辆中的一些嵌入式系统包括巡航控制、备用传感器、悬架控制、导航系统和安全气囊系统。

手机。它们由许多嵌入式系统组成，包括GUI软件和硬件，操作系统（OS），相机，麦克风和USB（通用串行总线）I / O（输入/输出）模块。

工业机器。它们可以包含嵌入式系统，如传感器，也可以是嵌入式系统本身。工业机器通常具有嵌入式自动化系统，可执行特定的监视和控制功能。

医疗设备。这些可能包含嵌入式系统，如传感器和控制机制。医疗设备，如工业机器，也必须非常用户友好，这样人类健康就不会因可预防的机器错误而受到危害。这意味着它们通常会包含为适当的 UI 设计的更复杂的操作系统和 GUI。

嵌入式系统如何工作？ 嵌入式系统（embedded system）始终作为完整设备的一部分运行 - 这就是术语嵌入式的含义。它们是嵌入其他机械或电气系统的低成本、低功耗的小型计算机。通常，它们包括处理器、电源以及内存和通信端口。嵌入式系统使用通信端口在处理器和外围设备（通常是其他嵌入式系统）之间传输数据，使用通信协议。处理器借助存储在内存上的最小软件来解释这些数据。该软件通常高度特定于嵌入式系统所服务的功能。

处理器可以是微处理器或微控制器。微控制器只是带有外设接口和集成存储器的微处理器。微处理器使用单独的集成电路用于存储器和外设，而不是将它们包含在芯片上。两者都可以使用，但微处理器通常需要比微控制器更多的支持电路，因为微处理器的集成度较少。经常使用术语片上系统 （SoC）。SoC 在单个芯片上包括多个处理器和接口。它们通常用于大批量嵌入式系统。一些示例 SoC 类型是专用集成电路 （ASIC） 和现场可编程门阵列 （FPGA）。

嵌入式系统用于实时操作环境，并使用实时操作系统（RTOS）与硬件进行通信。近实时方法适用于更高水平的芯片功能，由设计人员定义，他们越来越多地认为系统通常足够快，并且任务可以容忍反应的微小变化。在这些情况下，通常部署精简版本的Linux操作系统，尽管其他操作系统已被缩减为在嵌入式系统上运行，包括嵌入式Java和Windows IoT（以前称为Windows Embedded）。

嵌入式系统的特点 嵌入式系统的主要特征是它们是特定于任务的。此外，嵌入式系统可以包括以下特征：

由硬件、软件和固件组成;

可以嵌入到更大的系统中以执行特定功能，因为它们是为系统内的专门任务而不是各种任务而构建的;

可以基于微处理器或基于微控制器 - 两者都是提供系统计算能力的集成电路;

通常用于物联网 （IoT） 设备中的传感和实时计算，这些设备是连接互联网且不需要用户操作的设备;

复杂性和功能可能有所不同，这会影响他们使用的软件、固件和硬件的类型;和

通常需要在时间限制下执行其功能，以保持较大的系统正常运行。

嵌入式系统的结构 嵌入式系统的复杂性各不相同，但通常由三个主要元素组成：

硬件。嵌入式系统的硬件基于微处理器和微控制器。微处理器与微控制器非常相似，通常是指与其他基本计算组件（如存储芯片和数字信号处理器（DSP））集成的CPU（中央处理器）。微控制器将这些组件内置到一个芯片中。

软件和固件。嵌入式系统软件的复杂性各不相同。然而，工业级微控制器和嵌入式物联网系统通常运行非常简单的软件，只需要很少的内存。

实时操作系统。这些并不总是包含在嵌入式系统中，尤其是较小规模的系统中。RTOS通过在程序执行期间监督软件和设置规则来定义系统的工作方式。

在硬件方面，基本的嵌入式系统将包括以下元素：

传感器将物理传感数据转换为电信号。

模数 （A-D） 转换器将模拟电信号转换为数字电信号。

处理器处理数字信号并将其存储在内存中。

数模 （D-A） 转换器将来自处理器的数字数据转换为模拟数据。

执行器将实际输出与内存存储输出进行比较，并选择正确的输出。

传感器读取外部输入，转换器使该输入对处理器可读，处理器将该信息转换为嵌入式系统的有用输出。