计算机控制系统(第4版)
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1.4.10 嵌入式控制系统(ECS)

20世纪90年代以来,计算机控制系统(Computer Control System)向着信息化、智能化、网络化方向发展,促进了嵌入式控制系统的诞生。

嵌入式系统(Embedded System)的一般定义是:以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的计算机系统。

嵌入式系统符合目前发展现状的定义是:硬件以一个高性能的微处理器或微控制器(目前通常是32位处理器或微控制器)为基础,软件以一个多任务操作系统为基础的综合平台。这个平台的处理能力是以往的单片机所无法比拟的,它涵盖了软件和硬件两个方面,因此称之为“嵌入式系统”。

嵌入式系统层次结构模型如图1-17所示。

图1-17 嵌入式系统层次结构模型

嵌入式控制系统(Embedded Control System,ECS)是嵌入式系统与控制系统紧密结合的产物,即应用于控制系统中的嵌入式系统。

嵌入式控制系统具有以下特点。

1)面向具体控制过程,它具有很强的专用性,必须结合实际控制系统的要求和环境进行合理的裁剪。

2)适用于实时和多任务的体系,系统的应用软件与硬件一体化,具有软件代码小、自动化程度高、响应快等特点,能在较短的时间内完成多个任务。

3)是先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。

4)系统本身不具备自开发能力,设计完成之后用户通常不能对其中的程序功能进行修改,必须有一套开发工具和环境才能进行开发。

嵌入式控制系统的核心是嵌入式微控制器和嵌入式操作系统。嵌入式微控制器具备多任务的处理能力,且具有集成度高、体积小、功耗低、实时性强等优点,有利于嵌入式控制系统设计的小型化,提高软件的诊断能力,提升控制系统的稳定性。嵌入式操作系统具备可定制、可移植、实时性等特点,用户可根据需要自行配置。总之,嵌入式控制系统适应当前信息化、智能化、网络化的发展,必将获得广阔的发展空间。