嵌入式是软件设计领域的一个分支，由于其自身的许多特点，最终决定了系统架构师的选择。此外，它还具有一定的通用性，可广泛应用于其他领域。

1.嵌入式应用系统软件设计概述

确切地说，嵌入式系统的发展历史悠久，最初应用于军事、航空航天和工业控制，自20世纪90年代中期以来，开始应用于互联网、通信、信息家电等领域，也就是说，系统开始逐渐进入人们的生活，也使计算机行业从PC时代到计算机和嵌入式系统的结合。那么嵌入式系统到底是什么呢？它是一种以应用为核心的计算机系统，具有实时、特殊、资源有限等特点。因此，对于嵌入式系统，它不仅具有普通计算机系统的软件设计共性，而且具有一定的特殊性。传统的嵌入式软件设计给我们的印象是单片机、汇编和对硬件的高度依赖。而且，传统的嵌入式软件在开发过程中只注重自身功能的实现，而忽略了代码的再利用。同时，数据与界面分离，具有可测试性。从这些特点来看，软件的最终质量最终过于依赖于开发者的水平。随着嵌入式系统软件的发展，嵌入式系统软件在功能、规模、复杂性等方面都有了很大的提高。例如，Marvell公司生产的PXA3系列，其最高主频已达800mhz，内部有USB，WIFI，2D图形加速和32位DDR内存。从硬件分析来看，如今的嵌入式系统显然已经超过了几年前的PC平台。从软件的角度来看，很明显已经形成了成熟的操作系统，比如Symbian，Linux，WinCE。在完善操作系统的基础上，其他应用程序也凸显出来，如文字处理、图像处理、视频、音频和游戏处理或网页浏览。与PC软件相比，这些程序的复杂性甚至功能性只增加。原来，大多数选择使用特殊硬件和系统的公司也开始从各个方面慢慢转变思维。基于优秀廉价的硬件改进操作系统，他们使用软件取代以前特殊硬件可以完成的所有功能，以实现更高成本和低成本的可变性和可维护性[1]。

2.我国嵌入式技术及应用现状

自20世纪嵌入式系统概念提出以来，凭借其高性能、低功耗、低成本、小体积的优势，取得了前所未有的发展，但由于当时硬件水平的限制，嵌入式系统的开发模式和以PC为主要代表的通用计算机软件开发模式从一开始就存在差异。一开始，嵌入式系统硬件只是一个基于8位数的简单系统，系统硬件设计师往往是其开发者。大多数编程语言主要是汇编语言。硬件设计师在设计硬件系统时，往往会综合考虑程序的编写，但在实际的程序设计中，必须考虑硬件的配合。因此，对于嵌入式软件的编程开发，我们非常了解系统底部软硬件的细节。鉴于软硬件开发条件的限制，这些系统通常用于实现一个或多个简单数据的收集和控制，其程序控制结构主要是简单的控制循环，配合中断服务实现呼应外部要求，不使用操作系统，因此开发人员对计算机操作系统软件开发工具的理解和掌握有一定的局限性。此外，还有一大群人对MicrosoftWindows更感兴趣、以Linux为代表的操作系统深深沉浸在操作系统应用程序的开发中。他们的兴趣在于如何使用VC、VB、Java等高级编程语言关心如何更复杂、更精彩地应用于操作系统，却忽略了对系统中硬件细节的关注。考虑到传统意义上的观点，我们通常把前者归因于硬件开发人员，但后者通常被称为软件程序员。

很长一段时间以来，两者几乎都是井水不犯河水，都有自己的应用和开发领域。随着计算机软硬件技术的快速发展，人们在这方面的应用需求也越来越高，尤其是随着人们对ARM的使用、PowerPC、MPS等高性能嵌入式微处理器的广泛应用，极大地改变了传统嵌入式系统的概念。我们以基于8位数的嵌入式系统为例。当应用系统面临越来越复杂的使用需求，需求范围越来越广时，每增加一个新功能，都会导致应用软件结构的变化，或者需要重新设计，但这个问题是基于操作系统的通用计算机要小得多。显然，嵌入式系统软件最大的缺陷体现在它没有操作系统的支持，但仅限于8位机系统有限的计算能力或存储容量，无法支持操作系统的整体运行。在这方面，即使人们长期意识到这个问题，也没有找到好的解决办法。自20世纪90年代以来，人们对嵌入式系统的设计提出了“电影系统”的概念。目前，嵌入式系统的设计已进入以Soc为核心的阶段。显然，Soc为高性能嵌入式系统的开发提供了广阔的平台，但其极强的计算能力或存储能力可以支持极其复杂的嵌入式操作系统的运行。嵌入式系统软件是随着嵌入式微处理器性能的不断发展而慢慢发展起来的。近年来，随着嵌入式系统软件应用领域的扩大，主要原因是嵌入式系统软件开发复杂性的提高，嵌入式微处理器的推广应用为嵌入式系统软件硬件平台的运行提供了保障。此外，嵌入式系统软件在使用过程中种类繁多，Linux占据了较高的市场份额、WindowsCE、VxWorks、QNX、eCos、uC/OSII等。确切地说，嵌入式操作系统可以分为两类，即商业嵌入式操作系统。操作系统通常由一些大公司在长期使用后开发和维护，其使用性能也有很好的保证，如WindowsCE。VxWorks，QNX等。，但这些系统有一个共同的缺陷，那就是价格昂贵，核心代码不公开。单从这个角度来看，它违背了嵌入式系统用户定制性强、升级快的特点。正因为如此，其应用范围才受到限制。还有一种属源代码开放的嵌入式操作系统，如Linux、eCos和uC/OSII等。，即使这些系统在技术支持或服务方面存在缺陷，对开发人员的要求也相对较高。同时，由于用户具有良好的定制性和可持续开发的优势，其应用程序比商业嵌入式系统更多。