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= 嵌入式系统 =

'''嵌入式系统'''（Embedded System）是指专门为特定功能设计的计算机系统，通常作为更大系统的一部分运行。与通用计算机不同，嵌入式系统通常执行预定义任务，具有实时性要求、资源受限和专用性强等特点。

== 基本特征 ==
嵌入式系统的核心特征包括：
* '''专用性'''：针对特定应用设计
* '''实时性'''：多数需要实时响应
* '''资源受限'''：有限的处理器性能、内存和存储空间
* '''低功耗'''：许多应用需要电池供电
* '''可靠性'''：长期稳定运行要求

== 硬件架构 ==
典型嵌入式系统硬件组成：
<mermaid>
graph TD
    A[处理器] --> B[存储器]
    A --> C[输入设备]
    A --> D[输出设备]
    A --> E[通信接口]
    B --> F[ROM]
    B --> G[RAM]
    C --> H[传感器]
    D --> I[执行器]
    E --> J[UART/SPI/I2C]
</mermaid>

== 软件架构 ==
嵌入式软件通常采用分层设计：
1. '''硬件抽象层'''（HAL）
2. '''实时操作系统'''（RTOS）或裸机程序
3. '''应用层'''

常见RTOS包括：
* FreeRTOS
* RT-Thread
* μC/OS

== 开发流程 ==
嵌入式系统开发典型步骤：
1. 需求分析
2. 硬件选型（如选择[[51单片机]]或[[STM32]]）
3. 软件开发
4. 交叉编译
5. 调试测试
6. 部署维护

== 编程示例 ==
以下是一个基于51单片机的简单LED闪烁程序：
<syntaxhighlight lang="c">
#include <reg51.h>

void delay(unsigned int time) {
    while(time--);
}

void main() {
    while(1) {
        P1 = 0x00;  // LED全亮
        delay(50000);
        P1 = 0xFF;  // LED全灭
        delay(50000);
    }
}
</syntaxhighlight>

== 应用领域 ==
嵌入式系统广泛应用于：
* '''工业控制'''：PLC、机器人
* '''消费电子'''：智能手机、智能家居
* '''汽车电子'''：ECU、ADAS
* '''医疗设备'''：监护仪、植入式设备
* '''物联网'''：传感器节点、网关

== 性能指标 ==
评估嵌入式系统性能的关键参数：
<math>
\begin{align}
\text{实时性指标} &= \frac{\text{任务完成时间}}{\text{截止时间}} \\
\text{功耗效率} &= \frac{\text{MIPS}}{\text{mW}} 
\end{align}
</math>

== 发展趋势 ==
现代嵌入式系统发展呈现以下趋势：
* 多核处理器应用
* AI边缘计算集成
* 低功耗设计优化
* 功能安全认证（如ISO 26262）
* 无线连接能力增强

== 参见 ==
* [[物联网]] - 嵌入式系统的重要应用领域
* [[实时操作系统]] - 嵌入式软件核心
* [[微控制器]] - 嵌入式硬件基础
* [[边缘计算]] - 嵌入式系统新方向

[[Category:计算机系统]]
[[Category:嵌入式系统]]
[[Category:电子工程]]
[[Category:物联网技术]]