1.2 嵌入式系统与嵌入式操作系统

嵌入式系统是区别于通用计算机系统的，它是内嵌在设备或者机器内部、对用户无感交互的计算机系统。嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地进行设计，量体裁衣、去除冗余。由于嵌入式系统的相关产品通常需要进行大批量生产，所以单个产品的成本能否节省，会随着产量的增加形成千百倍放大的效果。因此，嵌入式系统开发的专用性和灵活度都很高。

1.2.1 什么是嵌入式系统

在讨论什么是嵌入式系统这个概念之前，先看两组图片，图1-1为单片机裸机嵌入式系统应用，图1-2为嵌入式Linux系统应用。

图1-1 单片机裸机嵌入式系统应用

图1-2 嵌入式Linux系统应用

从图1-1和图1-2我们可以感受到：第一，图1-1的产品相对低端，图1-2的产品档次比较高；第二，用户并不能从产品的外观看出哪个是嵌入式单片机系统，哪个是嵌入式Linux系统；第三，图1-1产品的功能单一，图1-2产品的功能复杂。首先可以肯定这种直观感受是正确的，下面从专业的角度再来看这两组图有什么相同点和不同点。

首先，这两组图用户都看不到电路板、芯片以及软件系统，这部分内容都被整机设备内嵌在内部。其次，用户对两组产品的侧重点不同，图1-1用户只关注使用的效果和稳定性；而图1-2用户更多关注的是系统的交互性，要方便用户操作使用。我们可以简单给嵌入式系统做个总结：嵌入式系统是一种内嵌在机器（设备）内部、能够独自运行的计算机系统单元。嵌入式系统就是计算机系统在各个领域对系统剪裁使之适用于某个领域或者行业的计算机处理单元。

1.2.2 什么是嵌入式操作系统

嵌入式操作系统（Embedded Operating System，EOS）是指用于嵌入式板卡上运行的操作系统。操作系统有很多种，比如人们熟知的Windows操作系统、安卓操作系统以及IOS系统等，这些都是通用的操作系统而非嵌入式操作系统。常用的嵌入式操作系统有C/OS-II、FreeRTOS、RTOS、VxWorks、Linux以及UNIX等。

嵌入式系统要内嵌在专用的应用设备中，从而实现对设备的智能化控制，所以它在技术上和普通计算机系统发展方向是不尽相同的。普通的计算机系统更注重娱乐功能和快速的数据处理能力，嵌入式系统的技术发展方向总是提高计算机处理能力和速度，因此迭代速度比较快。嵌入式系统技术发展方向是应用领域细分化、功能专用化、智能化以及高可靠性。

这里要提到剪裁的概念，它指的是硬件以及软件上的剪裁。硬件检查主要根据应用领域对嵌入式系统板卡的硬件功能需求，比如温湿度记录仪，用户只关心对温、湿度环境参数的感知，没有过多延伸的需求，这在设计电路板卡时，只需要处理单元、显示单元以及传感器，其他系统单元比如存储单元、网络处理单元就可以剪裁掉。软件剪裁是指根据设备的使用场景，定制软件功能，比如POS主要定制联网刷卡购物的功能，可以忽略它的娱乐功能。嵌入式系统灵活自由的剪裁功能，能够降低劳动成本，提高工作效率。

进入21世纪，随着社会的快速发展，嵌入式系统快速增长，嵌入式系统密切联系着人们生活的各个领域。随着5G技术、人工智能技术、大数据处理、物联网、车联网、工业4.0等概念的兴起，嵌入式技术正在进入自己的“红海”期，这时作为一名合格的嵌入式系统工程师，更需要不断学习，勇于接受新技术、新事物，才能不被社会的发展所淘汰。