1.1 嵌入式系统简介

嵌入式系统通常定义为以应用为中心、以计算机技术为基础、软/硬件可裁剪，对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统主要由微处理器（microprocessor）、外围设备（简称外设）、嵌入式操作系统及用户应用程序等部分组成。嵌入式系统因其通常被嵌入主要设备之中而得名。

简而言之，嵌入式系统是一个面向应用、高度裁剪的专用计算机系统。它主要有4个特点。

（1）计算机系统——嵌入式系统的基础。嵌入式系统是计算机系统，主要有硬件和软件。硬件包括微处理器、存储器和外设等，软件是计算机的运行程序。嵌入式系统具有接收和存储信息、按程序计算并输出处理结果等功能。

（2）专用——相对于通用计算机系统的“通用”。个人计算机（Personal Computer，PC）具有通用计算机系统，智能手机也具有通用“计算机系统”。这是因为通用计算机系统拥有标准的硬件定义和操作系统，上层软件可以在统一的平台（硬件和系统软件统一）上进行开发。实际上通用和专用的判断标准很简单，如果一个计算机系统的软件可以自由地直接在同类计算机的硬件上运行，那么这个计算机系统很可能就是一个通用计算机系统。例如，应用程序可以在不同的智能手机上运行，使用的是相同的操作系统（Android或iOS等）。专用是嵌入式系统非常重要的特点。

（3）面向应用——嵌入式系统的根本立足点。专用并不意味着面向应用，还可以面向“科研”、面向“军用”、面向“宣传”等。嵌入式系统的开发是工程应用问题，而科研类的开发是学术问题，前者是用成熟的技术去实现明确的已知目标，后者是用已知的技术去探索未知的领域或者验证可能的结果。

（4）高度裁剪——嵌入式系统实现的过程。嵌入式系统的目标非常明确，即实现某个具体的应用。相对能够适用于大部分应用、目标不明确的通用计算机系统，嵌入式系统如何才能体现出“针对某个具体的应用”而突显出来的“专用”呢？那就是裁剪。对能实现对应应用的通用计算机原型系统进行裁剪，去掉不必要的部分，使之成为某个应用领域的专用计算机系统。

那么哪些部分可以被裁剪？如何裁剪呢？这实际上是有明确标准的，即面向应用的具体需求进行裁剪。具体来说，虽然功能、成本、可靠性、功耗、体积、性能、安全性等都是各类嵌入式系统所需考虑的，但当成本（时间、金钱、人力资源等）有限的时候，就只能根据应用的需求来分配资源，尽量使系统具有更好的性价比。

知识拓展

嵌入式系统还有如下其他的定义。

（1）《英汉双解嵌入式系统词典》：嵌入式系统是一种计算机硬件和软件的组合，也许还有机械装置，用于实现一个特定功能。在某些特定情况下，嵌入式系统是一个大系统或产品的一部分。

（2）中国国家标准GB/T 22033—2017《信息技术 嵌入式系统术语》：嵌入式系统是置入应用对象内部，起信息处理和控制作用的专用计算机系统。

（3）电气电子工程师学会（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）：Device used to control，monitor, or assist the operation of equipment（用于控制、监控或协助设备运行的装置）。

（4）维基百科：嵌入式系统是一种用计算机控制的具有特定功能的较小的机械或电气系统，且经常有实时性的限制，在被嵌入整个系统中时一般会包含硬件和机械部件。