引论：我们为您整理了13篇嵌入式产品设计范文，供您借鉴以丰富您的创作。它们是您写作时的宝贵资源，期望它们能够激发您的创作灵感，让您的文章更具深度。
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在对机械产品设计进行的数据管理中，有大量的产品开发信息需要保存下来，但这些数据管理并没有形成系统管理，查找起来有一定困难，因此对产品设计的再利用率也随之降低，怎样才能对纷繁复杂的产品设计进行快捷式的查询管理呢？相关人士在设计配置，设计规则等方面，提出了可以进行嵌入式服务的管理机制，这是一种由被动变主动的知识规则化配置，可以提高机械产品设计的重用率，相较于推送式的管理办法，嵌入式能够更及时准确地提供所需知识。
1 产品设计的四要素分析
通过对产品实际设计中典型特征的研究与分析，我们可以从以下五个方面进行总结：
1.1 设计知识的多源性
从产品设计角度看，设计知识的来源具有多样性，它可以是设计规范、计算机程序、产品模型、或设计经验、仿真试验、客户反馈等等，等诸如此类的信息还有很多很多，由此可见，设计知识的多源性。
1.2 设计知识的人员相关性
在产品设计过程中，设计知识会随着人的变化而变化，无论是设计规范，还是设计经验，都是从零开始，从无到有的，而在这一过程中，应用也好，存储也好，产品设计都会围绕着人而展开，且密不可分。
1.3 O计知识的过程相关性
虽然设计过程源于企业的各类信息与数据的收集提炼，再经过创新、生产的过程，但产品设计也包括对原产品的技术升级，因此，产品设计的过程都是有一定内在与外在的必然性联系的。
1.4 设计知识的异构性
设计规范、设计手册、产品模型、计算机程序等都属于设计知识的来源，所有设计知识都将通过计算机进行存储与转换，他们会以不同形式展现着设计知识所存在的差异性。
1.5 设计对象的稳定性
设计对象即指我们最终所要生产的产品或零部件，在设计一个产品时，人员可以变，设计方案可以变，但设定的产品本身是不可变的，它具有一定因素上的相对稳定性。
通过对产品设计五方面的特征分析，我们可以总结出设计阶段的四要素：设计过程、设计人员、设计对象、知识对象。这四个要素之间有着一定的联动关系，通过对它们进行知识嵌入，将会大大提高知识的重用率。
2 本体模型的知识嵌入
在进行知识嵌入的过程中，首先我们要满足设计任务与设计人员所需的大量知识源的提供，这里有两种嵌入方法推荐：一种是自定义知识嵌入，是通过组织人员的经验与实践，在模板设计初始阶段，指定具体知识对象，当正式进入设计过程后，设计人员将自动接收相关产品知识；另一种是推送式知识嵌入，是由与本体相关的组织结构，组织对象与任务对象等，在设计过程中将产品知识推送给设计人员。
目前，机械工程领域通过四要素的分析与定义，以本体知识嵌入为核心设计，划分出四大本体：设计过程本体、设计组织本体、设计对象本体与知识对象本体，在此四大本体中，因知识对象存在着异构性特征，又将其细划为：描述性知识、方法性知识、结构性知识、手册性知识、过程性知识与判断性知识六类。此外，知识对象本体中细划的内容也是设计对象本体与设计过程本体中的一部分，知识对象的集合式管理被称为知识单元，而执行与管理设计过程被称为设计向导。四个本体之间相互关联，主要可起到以下作用：首先，可以记录设计过程知识，对设计过程中的组织部门、工作组、人员等相关知识进行描述定义；其次，对设计过程中的设计向导、设计任务、设计活动，提供人员相关知识的嵌入支持；最后，是根据向导模型、设计任务等与设计对象之间的相关特点，对设计对象进行相关知识的追踪与重用方面的支持。
3 基于本体的知识嵌入机制
设计过程中，既能向设计人员提供知识的嵌入与推送，又能对知识嵌入进行有效管理，这是由控制模型的主要运行原理决定的：首先，需要定义出模型的知识嵌入方式，可通过知识流配置器形成配置条件集；其次，将任务信息、配置条件集与知识单元生成匹配集，再将其扩展生成匹配条件集；最后将匹配集与知识单元内的知识记录嵌入到设计任务中，供设计人员使用。
4 结语
机械产品设计的知识嵌入法是基于本体设计过程、设计组织、设计对象与知识对象为基本要素的前提下建立起来的，通过本体概念表示、语义表示等优势，将产品设计过程进行知识嵌入与推送，可大大缩减信息检索过程，并有效利用其准确性，提高了知识资源的利用率。
参考文献
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一：制定切合实际的培养目标和任务，让教学与市场接轨
在培养目标任务的定位上，要针对现实情况，贯彻“以就业为导向”原则，根据市场需要，生源基础，学校自身软硬件条件等制定出相应的培养目标，前提是市场中一定岗位需要的人才，自身条件能培养出来的人才，而不能盲目攀高，制定不切实际的培养目标。社会当然需要高级设计人才来引领设计文化，他们具有较为丰富的人文科学知识和自然科学知识，具备一定艺术修养，有很强的设计艺术技能，还具备组织协调及管理能力等方面的综合素质，这应该是高等艺术院校的培养目标，让教学与市场接轨。在产品设计行业，特别是在家电产品设计行业中，市场更需要大量有实践经验的人才，面对刚刚毕业的大学生，如何让这批还没有走出学校、或者将要步入社会的学生，在择业与就业之后，能融入自己的本职工作，适应自己的工作岗位。这是学校在前期制定教学目标与培养方案时就要考虑并完成的，这样教学才能井然有序的进行。同时也为教学提供了理论参考指南。
在现如今的大工业发展形势下，产品设计得到空前的重视与保护，家电产品也不例外，大部分的大中型家电生产企业与设计公司都提倡原创设计的创新模式，并组织大量的设计大赛，主体对象就是大学在校相关专业的在校生，这样，大量学生的参与，学生自身在专业上也得到了实践锻炼，同时也丰富了大赛的内容，企业也有了更多的原创产品选择，教学与市场接轨的初级阶段也就建立起来了。
二：引入大赛实践教学，让学生和课程教学“零距离”
在实践教学实施上，学生先在学校学习理论知识和设计技能，在毕业前一年或半年到公司实习，如果在校期间实践技能课开的比较好，能真正紧密联系实际，那么在进入实习单位后通过实际接触客户，接触家电产品设计案例，跟踪设计过程来检验在校期间学习的知识技能，顺理成章的为正式走上工作岗位奠定基础。相反如果在校期间的实践技能没有得到锻炼，那么在实习期间则是真正意义上的“重新学习”。也就使得部分学生错误地感觉在实践中才能学到东西。那么我们在校期间究竟应该实践哪些课程，如何实施实践课程才能使学生在将来实际工作中感觉到学有所用呢？这就需要教育单位在教学前期要进行大量的市场调研，针对市场和企业对产品设计人才的要求结合起来，同时也制定教学内容和实践内容的统一性。让市场的大赛机制与高校产品设计的教学机制相结合，以“实战”的形式让学生对设计项目全程跟踪、全程参与。这就要让老师与学生主动的去寻找大赛信息，把产品设计相关大赛内容有效的融入到课程教学当中，就是说尽可能的让学生和产品设计大赛实践零距离，学生是在工作实践而非模拟实践。同时也能将整个的家电产品设计流程与方法得到巩固，这就会使得学生不仅在电脑中能做出漂亮的作品，还能在输出后的到满意的结果，实践的重要意义得以充分体现。
在初期专向实践课中的大赛设计项目可由老师为主导，主要是引导学生全程参与，把老师自己的设计经验阐述给学生，定时总结设计案的成败得失。有些被否定的提案若能经过老师的分析总结也会成为一种好的教材，这样也能引导学跳出设计框框，转换角度，提高批判思维能力等。后一个阶段可以由学生自己尝试承担大赛设计，学生可以是个体参与或分组参与，采用竞标方案的形式。这样一方面可以提高学生的竞争意识，一方面也可以培养团队协作精神，这都是将来走上工作岗位后所必须具备的素养。教师在此过程中可以引导学生确定设计方向，帮助学生分析揣摩客户要求，到逐渐放手鼓励学生独立设计，仅给学生提建议，对学生的设计案进行评估等。就是逐渐过度到学生为主导，老师起辅助作用，在给大赛组委会送交方案时，可让学生分别从创意到制作到方案的应用等方面阐述推荐自己的方案，将他们的设计接受市场的检验，这就使的学生从一开始就按照企业、市场、以及大赛的要求来做设计，而非“随心所欲”的做纯表现的设计。这样就能使学生在走上工作岗位后直接或在较短的时间内就能承担实际工作，这也正是许多用人单位所希望的。
当然，这样的实践教学方式需要学生具备良好的产品设计理论知识和设计技能，此阶段教学就是培养学生利用设计技能把学到的理论知识应用到实际中去，如果结合的好的话，学生就能形成一定的设计思维，从而提高自身的操作能力、创造能力。通过实践，使学生更加专业，更熟悉市场。
三：构建科学的就业模式，让学生的理论知识与实践能力同步提高
首先在学科理论知识的掌握上，这点在产品设计专业的培养目标的定位上可看出，学生必须具备良好的学科理论知识，只有在这个层面上打下良好的基石，才有可能在将来的专业上走的更远，在更高层次的岗位上工作，这就为学生将来的发展提供了可能。其次，在专业技能表达方面。眼高手低，和眼低手高，二者就是说明创意和技能的关系，有了好的想法，却很难有专业技能表达出来，专业表达能力的高低更是衡量艺术设计学科学生的重要尺度。在实践课程教学中则应把评价标准重点放在强调专业技能表达的针对性上，和满足实践需要的表达效率上。另外，应积极鼓励学生参加各类产品设计竞赛、特别是在家电产品设计课程的教学过程中，提倡学生加大量的家电产品设计类大赛，这样就能让课堂理论教学与课外实践环节有效的得到结合，这也是学生在为提前了解社会，对于他们走上社会，进入设计领域也会产生一定的自信。
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嵌入式软件的开发具有如下几方面的特点：
1）需要交叉开发工具和环境。由于嵌入式软件本身不具备自主开发能力，即使设计完成以后用户通常也不能对其中的程序功能进行修改，因此必须有一套开发工具和环境才能进行开发。这些工具和环境一般基于通用计算机上的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。开发时往往有主机和目标机交叉开发的概念，主机用于程序的开发、调试，目标机作为最后的执行机构。开发时主机和目标机需要交替结合进行。
2）软硬件协同设计。软硬件协同设计涉及以下方面：嵌入式软件设计、实时系统设计、硬件设计和软件设计。软硬件协同设计强调硬件与软件的协同性与整合性、软件与硬件的可裁减，以满足系统对功能、成本、体积和功耗等要求。
3）嵌入式软件开发人员以应用专家为主。通用计算机的开发人员一般是计算机科学或计算机工程方面的专业人士，而嵌入式软件则是要和各个不同行业的应用相结合的，要求更多的计算机以外的专业知识，其开发人员往往是各个应用领域的专家。
4）软件要求固态化存储。为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中，而不是存储于磁盘等载体中。
5）软件代码高质量、高可靠性。尽管半导体技术的发展使处理器速度不断提高，片上存储器容量不断增加，但在大多数应用中，存储空间仍然是宝贵的，还存在实时性的要求。为此要求程序编写和编译工具的质量要高，以减少程序二进制代码长度，提高执行速度。嵌入式软件的核心是系统软件和应用软件，由于存储空间有限，因而要求软件代码紧凑、可靠，大多对实时性有严格要求。
6）系统软件的高实时性。在多任务嵌入式软件中，对重要性各不相同的任务进行统筹兼顾和合理调度是保证每个任务及时执行的关键，单纯通过提高处理器速度是无法完成和没有效率的，这种任务调度只能由优化编写的系统软件来完成，因此系统软件的高实时性是基本要求。嵌入式软件应用程序虽然可以没有操作系统直接在芯片上运行，但是为了合理地调度多任务，利用系统资源，系统一般以成熟的实时操作系统作为开发平台，这样才能保证程序执行的实时性、可靠性，并减少开发时间，保障软件质量。
2 软硬件协同设计概念
嵌入式软件设计是使用一组物理硬件和软件来完成所需功能的过程。系统是指任何由硬件、软件或者两者的结合来构成的功能设备。由于嵌入式软件是一个专用系统，所以在嵌入式产品的设计过程中，软件设计和硬件设计是紧密结合、相互协调的。这就产生了一种全新的发展中的设计理论——软硬件协同设计。这种方法的特点是，在设计时从系统功能的实现角度考虑，把实现时的软硬件同时考虑进去，硬件设计包括芯片级“功能定制”设计。既可最大限度地利用有效资源，缩短开发周期，又能取得更好的设计效果。
系统协同设计的整个流程从确定系统要求开始，包含系统要求的功能、性能、功耗、成本、可靠性和开发时间等。这些要求形成了由项目开发小组和市场专家共同制定的初步说明文档。系统设计首先确定所需的功能。复杂系统设计最常用的方法是将整个系统划分为较简单的子系统及这些子系统的模块组合，然后以一种选定的语言对各个对象子系统加以描述，产生设计说明文档。其次，是把系统功能转换成组织结构，将抽象的功能描述模型转换成组织结构模型。由于针对一个系统可建立多种模型，因此应根据系统的仿真和先前的经验米选择模型。
3 嵌入式软件开发的方法论
在建立一个完整的嵌入式软件或是产品时，大部分系统都很复杂，不但功能规格很多，还必须考虑例如价格、性能等其他因素，否则很容易做出一个失败的系统或是产品。因此，在进行系统开发之前，必须先了解一些系统设计技术，使得在开发过程中更为顺利。一般来说，产品设计的过程会经历几个步骤，为了确保这些步骤的合理性，我们需要一个设计方法论来面对整个设计过程。采用方法论有以下三个重要理由。
确认所做的每一件事情都是必须要做的，不做无谓的工作，也不漏掉关键性的重要工作，其中包含性能最佳化或是功能测试。
根据设计方法论可以发展出计算机辅助工具或是设计经验累积，汲取每一次产品开发的经验。再经过量化之后，可以发展出一套工具或是方法，让往后的产品设计步入自动化。
开发团队遵循同一套方法论，可以让团队成员更容易彼此沟通。每个人都能在短时间内了解整体过程中将经历哪些过程，需要何种支持与接收到何种结果。此外，也容易通过一套已经定义好的方法论，彼此相互合作协调。设计过程的目标是做出有一定用途且具有创新点的产品。产品的典型规格包含功能性、制造成本、性能表现、省电考虑和其他特性。
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今年4月AMD正式推出新款G系列SoC，面向嵌入式市场，全线产品能进一步满足设备在更小封装中实现高性能、I/O连接与高能效的需求。与此同时，将x86 CPU的计算能力与AMD Radeon图形处理器的性能集成，SoC的设计提供强大的可扩展性，开发人员能在相同的板卡设计与软件栈上灵活开发各种应用。对于嵌入式设备及其生态系统而言，G系列SoC平台允许OEM利用单板设计实现从入门级到高端产品的解决方案实现与覆盖，增强设备研发的灵活性和可扩展性。这种“普通平台”的设计方法可在供应和生产层面简化OEM的产品开发业务，大幅节省成本。
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尽管嵌入式设计经过数十年的发展，在核心处理器硬件平台、嵌入式操作系统和开发工具上已经有广泛的选择，然而随着市场竞争加剧、系统日益复杂化，目标应用对系统的功能、性能、成本的要求也日趋苛刻。工程师所面临的设计挑战似乎并没有随着半导体技术的发展降低，甚至日益增高，工程师在进行方案选择时必须正确评估应用面临的挑战。
处理能力要求越来越高。系统本身的复杂功能、友好的界面设计要求、各种接口和通信需求都需要占用大量的MIPS处理能力，单一的传统MCU或ASIC很多时候难以满足系统高处理能力的需求，双芯片甚至三芯片解决方案日益增多，但随之而来的高设计复杂性、功耗和BOM(材料清单)成本让方案缺乏竞争性。此外，当前嵌入式系统设计，特别是一些新产品和功能复杂的嵌入式产品设计，要在设计周期很有限的条件下完全从零开始实现设计已经变得不现实，也不具成本效益。因此，是否能提供完善的开发工具套件、必要的软件模块、成熟的参考设计、系统设计支持，以及是否有完整的设计生态系统等，对于是否能按期高质量地完成系统设计非常关键。
标准的多样性和不确定性带来产品升级换代的顾虑。当前在各个行业都面临一些创新型应用，例如智能电表和智能视频监控等，这些应用都具有一定开创性，目前没有或尚未形成行业统一的标准，如何在保证抢占市场窗口期的先机，同时确保当前的设计满足未来变化的市场和技术需求，必须考虑方案的可扩展性和性能裕量。
低功耗的要求日益苛刻。处理器性能要求越来越高，而系统功耗要求越来越低，这几乎形成一对矛盾。然而，实际设计过程中，工程师不得不面对这种近乎矛盾的需求。随着半导体工艺技术、嵌入式处理器架构优化以及设计技术的改进，低功耗设计技术日新月异，电压、工作频率自适应调整技术、多工作模式的节能技术、数字电源管理技术，以及低功耗的最新半导体工艺技术应用层出不穷。在众多方案中选择满足设计功率预算要求的系统方案也是系统设计成功的关键因素之一。
选择具有广泛嵌入式系统支持能力的解决方案非常重要。目前可用的嵌入式操作系统众多，各具优势，硬件平台方案对这些操作系统的支持能力是进行方案选型的考虑要点之一。
以Mcu或AsIc为核心器件的硬件平台方案在解决上述嵌入式系统设计要求上正面临挑战，有限的处理能力通常难以满足很多应用的高处理能力需求，或者缺乏进行功能扩展和产品升级换代的设计灵活性，某些设计为了满足系统的处理能力要求而增加DsP或协处理器，从而增加系统的复杂性、功耗和成本。
结合MCU和DsP性能优势的汇聚式处理器是有效解决上述设计挑战的方案之一，而ADI公司Blackfin处理器是目前市面上唯一的汇聚式处理器产品。汇聚式处理器典型应用有电力应用的智能电表，安防应用的视频监控，医疗设备的便携式房颤监测仪，工业应用的3DLevelScanner三维曲面测量仪等。预览全文，请访问本刊网。
科学大师是引用出来的
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嵌入式设备虽然不能够非常绝对地做一个界定，但可以简单理解为功能相对固定的应用设备，或者说，嵌入式设备就是一个不想成为电脑的“电脑”。例如超市中的POS机，马路边新设立的视频大幅广告牌，娱乐场所里的游戏机，机场里的电子信息牌等等。与个人电脑的不同是，嵌入式设备需要把有限的计算能力用在一个主要应用中，应用功能方面被限制在特定领域，但它的硬件很可能用的就是英特尔奔腾或者酷睿处理器。
微处理器引入到嵌入式领域是一个革新式的事件，并且提供了灵活性和可迁移性。这样，微处理器和计算平台将会与通讯能力进一步整合，人们就可以创造出更多的使用模式和设备。谈到嵌入式处理器产品的创新和应用，大家可能会立刻想到凌动(Atom)处理器。这款英特尔史上体积最小、功率虽低的处理器能为最终产品带来性能、功耗、外形尺寸和成本等各方面的优势，一进入市场就非常受欢迎。经过持续的技术更新和市场推广，迄今它已融入到2000多款嵌入式产品设计中。通过“凌动”这样为多种应用而生的嵌入式处理器平台，原本基于个人电脑的众多应用就可以便捷地迁移到各类消费电子平台上，让未来人们生活中的电子设备变得更加智能。
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这些热点应用对嵌入式板卡提出了许多技术挑战。
凌华科技指出，通常，嵌入式产品在生命周期以及业务驱动方面需做优化的处理，为此在嵌入式产品设计时应考虑如下因素：
・可靠性和稳定性：无风扇、低功耗以及冗余的设计将被整合在嵌入式产品的设计中，以减少外界环境和内部环境对系统的影响；
・宽温及军用宽温级：通常在军工、交通等领域对嵌入式产品的宽温范围有严苛的要求，为此，产品必须在设计之初就要考虑这些需求，并贯穿到整个设计及制造、验证、检验等环节中：
・紧凑尺寸及轻便设计：军工以及一些关键性任务应用、便携式设备和车载设备对嵌入式系统的尺寸以及重量都会有严格的要求；
・系统整合性能及软件服务支持：嵌入式BIOS和操作系统的支持将针对不同的应用有不同的支持，具有竞争力的嵌入式产品供应商通常在系统整合和软件支持方面具备丰富的经验和强大的技术能力，以满足应用需求：
・电源管理功能：超低功耗设计可以满足电源的长时间工作，以减少系统对电能的过度依赖；
・无缝升级：从成本效率及系统互用性上考虑，嵌入式系统产品需要在升级时，只需更换部分组件或计算系统目阿完成整个升级工作；
・性能功耗比：在单位能耗下能够提供更强的性能输出。
宽温值得重视
具体来说，每家企业都有自己的核心产品策略和特色，例如，磐仪(ARBOR)科技围绕宽温下功夫，并实现了可靠性和稳定性。据磐仪企划部曹经理介绍，之所以选择宽温为突破点，是由于中国地域辽阔、全球气候又在急剧恶化，导致南、北地区，冬、夏季节温差明显加大，给嵌入式产品在这些领域中的应用带来更加苛严的考验。特别是野外电力控制、铁路南北运行线路中的车载设备，需耍具备更加宽幅的高低温耐受能力。
因此，磐仪计划于近期对其全线产品做一次规格调整：将常温产品的工作温度从原来的0℃-60℃调整为，20℃-+70℃：宽温规格调整为-40℃―+85℃。
但是，磐仪的宽温产品与某些厂商的筛选式宽温产品有着根本性的不同。筛选式宽温产品本身还是常温规格的产品。是对常温规格的产品进行高低温耐受极限测试，如果测试通过了，就划归为宽温产品；如果没通过，就还算是常温产品。这种宽温产品是常温规格中的佼佼者，但却是宽温应用中的潜在危险者。最容易发生的危险就是电容在高温下发生爆炸，导致某组电压与地线短路，进而引发设备烧毁甚至发生火灾。
因此，需要宽温产品从设计、选材开始，就充分考虑产品的宽幅温差适应能力。并且加强生产品质管控。
小型化，绿色化
而威盛电子的嵌入式板卡则围绕小型化、绿色化方面下功夫。例如，威盛电子嵌入式平台事业部为业界定义了Mini-ITX、Nano-ITX、Pico，ITX、Pico-ITXe、Mobile-ITX等多种微型化设计的板型规范，已陆续成为商用及工业系统厂商接纳的标准：2009年该公司又推出Em-ITX板型，则在兼顾微型化特性以外，从多功能、通用性上做了新的尝试。在绿色化方面，威盛板卡主要采用其绿色化的威盛Nano处理器。例如Pico，ITXflocmx7.2cm嵌入式主板EPIA，P720搭配的威盛VX855高清多媒体芯片组，处理器频率IGHz，整体功耗只有8W，却可支持H.264 1080p硬解码加速，可谓高清视频播放的杀手级产品。
都分嵌入式板卡企业的特点
凌华科技：嵌入式产品包括AdvancedTCA、CompactPCI、ETX/COMexpress以及工业电脑等，完整的产品线可以满足不同应用的需求。特别是在COM(模块化电脑)产品上拥有的专业能力以及一系列紧凑型、低功耗和无风扇的嵌入式解决方案。
凌华还成功收购美国嵌入式产品领导品牌、PCI04创始者Ampro公司，创立Ampro byADLINK品牌，可以提供始于设计并贯穿整个制造过程的宽温及军用宽温级嵌入式产品和系统。
磐仪科技：宽温产品从设计、选材开始，就充分考虑产品的宽幅温差适应能力。
为了保证质量，在选用零部件方面，磐仪不惜花费高额成本，全部选用发热量低、工作温度范围宽广的零部件。在设计过程中，研发工程师结合每个零部件的高低温特性和动、静态工作点。对于本身发热量稍大，在高温环境下可能造成隐患的小零件，会采用增大零件底部敷铜面积，以帮助散热或增加辅助散热片等措施。对于低温环境下特性变化较大的零件，比如电容，除了选用较为昂贵的受温差影响较小的电容外，适当增加电容的用量。以弥补低温环境下的容量损失。在生产、检验过程中，100％执行增宽温度范围的高低温性能测试验收(比公布的低温低5℃，高温高5℃)。
威盛电子嵌入式平台事业部：威盛自己做芯片，同时提供板卡标准，例如最新的Em-ITX等。在嵌入式板卡方面有很多成功的经验，一些成功案例如：美国军方委托第三方公司开发的战地救援机器人，采用威盛嵌入式平台，可以托起1SOkg的伤员，并可温柔灵巧地将之送到救护车上或战地医院。韩国客户采用Nano-ITX板型做车载电脑系统，具有GPS及高清多媒体娱乐功能。威盛嵌入式方案中标西班牙医院数字标牌的政府采购项目，采用了定制的Linux,~作系统及软件。体现了威盛在客制化技术服务方面的优势：通过掌握自身处理器的核心技术，为客户开发基于不同操作系统的驱动和BIOS。
威盛嵌入式非常看好中国的数字标牌、POS机、视频监控、车载电脑、工控、电力、交通、医疗电子等应用领域。
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当各个设计领域被整合入单一开发环境，从而在整体上提高了设计抽象的层次，则系统级设计师就有可能采用这种方法。为使这一点成为可能，硬件、软件和可编程硬件设计需要封装进一个使用单一设计数据模型的系统。这个单一数据存储库变成针对公司内各种系统的单一联系点，而且更重要的是，它允许各设计领域进行实时设计互动。
这与嵌入式设计领域特有的使用基于C语言的系统语言或算法建模技术来提高设计抽象层次的概念有重要区别。如果高层次嵌入式设计是在使用单一设计数据模型的统一设计环境中实现，则其本身就包含其他领域。通过提供包含应用软件与硬件的完整而统一的系统设计能力，系统设计才能够名副其实。
设计抽象层次的提高，系统设计师可以采用高层次、以软件为中心的整体产品设计方法。使用示意图或流程图等图形设计界面，你可以迅速将IP区块、软件例程和I/O系统结合起来，以研究和开发创新的产品功能，而不会受到低层次工程设计需求的干扰。单一设计环境可以让系统设计方法论服务于开发完整的产品功能而不是其中的一部分。
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Curriculum Study for Computer Undergraduate Embedded System
Li Biyun,Shi Junping,Li Zongshou
(College of Information Science&Engineering,Jishou University,Jishou 416000,China)
Abstract:For the lag teaching and training in higher education embedded system,this article analyzes the development characteristics of the embedded system,identify curriculum thinking and personnel training objectives of building embedded systems of major computer science in colleges,a new curriculum system with theory and practice of the embedded system is proposed based on the courses of major in computer.
Keywords:Embedded system;Talents training objective;Computer undergraduate;
Curriculum system
一、引言
嵌入式系统是指以应用为核心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗严格要求的专用计算机系统。它由包括微处理器、定时器、微控制器、存储器、传感器等一系列微电子芯片与器件，和嵌入在存储器中的微型操作系统、控制应用软件组成，共同实现诸如实时控制、监视、管理、移动计算、数据处理等各种自动化处理任务。嵌入式系统以应用为中心，以微电子技术、控制技术、计算机技术和通讯技术为基础，强调硬件软件的协同性与整合性，软件与硬件可剪裁，以满足系统对功能、成本、体积和功耗等要求[1]。
嵌入式系统已被广泛地应用于工业控制系统、信息家电、通信设备、医疗仪器、智能仪器仪表等众多领域，如手机、PDA、MP3、手持设备、智能电话、机顶盒等，可以说嵌入式技术无处不在。由于社会对掌握嵌入式技术人才的大量需求，使嵌入式软硬件工程师成为未来几年最为热门的职业之一。
目前，随着嵌入式技术越来越热，国内越来越多的高校陆续开设了相关课程，并建立了嵌入式实验室。但是通过各种渠道反映出，很多高校嵌入式课程开设的情况不理想，很多学校建立了优良的嵌入式实验室，却很难达到理想的授课效果。归结其原因主要有两点：一、没有完善的课程体系；二、需要合适的师资力量。吉首大学作为一所办在民族地区的省属高校，其办学宗旨之一就是为地方经济建设服务。吉首大学计算机系一直就是秉承此种宗旨来发展和培养应用型人才的。从目前的嵌入式系统技术发展趋势来看，计算机专业本科教学不仅要面向计算机软硬件系统，更应与嵌入式系统方向相结合，与人才培养模式和人才需求相结合进行适时调整，从理论及实践课程体系、师资能力到人才培养模式进行整体规划，以适应当前应用广泛的嵌入式系统人才需要。
二、计算机本科专业嵌入式方向的人才培养目标
按照嵌入式技术及其密切相关的电子信息产业目前及未来的发展需求，培养与我国社会主义现代化建设要求相适应的，在德、智、体、美等方面全面发展，掌握计算机科学与技术基本理论、基本知识和基本技能，具有深厚嵌入式理论基础、能从事嵌入式系统设计与开发、集成电路设计与应用、无线通信等实际工作，具有良好的政治素养、文化科学素养、较强的学习能力、实践能力和创新意识和综合解决实际问题能力的高级应用型人才。嵌入式系统方向重点培养学生嵌入式系统软件工程实践能力，包括软件工程及各种嵌入式系统开发技术、调试和测试工具[2]，毕业后学生将具备嵌入式系统软件开发能力，有能力适应巨大的嵌入式系统产品市场需求，成为嵌入式系统产品企业所急需的掌握嵌入式系统软件技术的人才。
毕业生具有的知识、素质、能力包括：1.具有良好的思想道德素养和团结协作的精神，熟悉计算机方面的有关法规，遵纪守法，善于合作，勇于创新。掌握较丰富的科学文化知识、较扎实的计算机学科基础知识、系统的专业基础知识和基本技能，了解计算机专业的发展趋势和新进展。2.具有较强的学习能力和实践能力，能够熟练地运用多种方法获取知识、理解知识、掌握知识，能够综合性地提出问题、分析问题和解决问题；具有较强的计算机综合应用能力和一定的科学研究能力。3.掌握嵌入式系统开发的理论和基本方法，具有嵌入式系统软硬件的设计、开发、调试及维护的基本能力。具体掌握一种嵌入式操作系统，具有在该操作系统环境下设计、编程及开发的能力。兼具软件及硬件的协调开发能力。4.具有良好的语言表达和书面表达的能力，适应现代社会的交往沟通方式，具有较强的集体合作和组织协调的意识与能力。5.熟练掌握一门外语,并能顺利阅读本专业的外文书刊，了解文献检索、资料查询的基本方法。能够较熟练地使用英语从事嵌入式方向的研究与开发。
三、计算机本科专业嵌入式系统方向课程体系建设思路
嵌入式系统作为一个完整的智能电子系统，需要掌握有关电子和计算机等相关领域的硬、软件综合知识。一般而言，自动化、测控和电子类的学生电子设计的基础较好，程序设计偏弱；而计算机类的学生程序设计基础好，电子设计能力偏弱。计算机本科专业嵌入式系统方向课程体系的建设和规划，应从以下几方面结合进行。
（一）计算机本科专业课程与嵌入式系统方向相结合
嵌入式系统是将先进的计算机技术以及电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。嵌入式系统的应用范围可以粗略分为两大类：电子系统的智能化(工业控制、现代农业、家用电器、汽车电子、测控系统、数据采集等)，计算机应用的延伸(MP3、手机、通信、网络、计算机设备等)。从这些应用可以看出，要完成一个以MCU为核心的嵌入式系统应用产品设计，需要硬件、软件及行业领域相关知识。硬件主要有MCU的硬件最小系统、输入／输出电路、人机接口设计。软件设计有固化软件的设计，也可能含PC机软件的设计，这些有关嵌入式系统的硬、软件设计和测试也是计算机系统的组成部分之一，嵌入式系统知识体系最主要的三大技术仍然是计算机体系结构、计算机操作系统和计算机网络，嵌入式系统方向的课程设置应与这些计算机本科专业课程相结合，在计算机相关软硬件知识基础进一步拓展设计和应用知识。
（二）与嵌入式系统自身特点相结合
嵌入式系统以计算机、电子技术为基础，但嵌入式系统也有其自身的特点。按照层次结构看待嵌入式系统，嵌入式系统分为4层：硬件层、驱动层、操作系统层和应用层，不能片面地从“电子”或“计算机软件”角度认识嵌入式系统，嵌入式系统软件硬件密切相关，软硬件协同设计已经成为电子系统级工具和方法的主要应用，是软件与硬件的综合体，没有对硬件的理解就不可能写好嵌入式软件，同没有对软件的理解也不可能设计好嵌入式硬件。软硬件相结合进行课程设置是嵌入式系统的特点要求之一[3]。嵌入式系统设计也是一门实践性非常强的课程,作为以应用为中心的课程，实践教学是嵌入式系统教学的关键，要求理论与实践并重，为将学生的操作能力、分析能力、工程设计能力与应用实践结合起来，引导学生由浅入深地掌握嵌入式系统设计的理论与技术，嵌入式系统方向课程设置应以培养实践动手能力为核心。
（三）与市场、企业需求相结合
高校计算机专业嵌入式方向从需求的角度，总体培养目标是培养人才市场紧缺，企业需求量大，就业率高的软硬结合的复合型嵌入式开发工程师。嵌入式系统人才的培养应与社会需求相接轨，充分培养学生技能水平与职业素养，使学生能够达到企业实际岗位的用人标准，满足企业应用需求，缩短企业二次岗前培训，成为具有完备的专业知识和技术能力的应用型人才。
四、嵌入式方向课程体系基本内容
要完成一个嵌入式系统应用产品设计，需要硬件、软件及行业领域相关知识与实践训练，嵌入式方向人才培养的定位为应用型技术人才，综合计算机本科专业嵌入式系统方向课程体系建设的三个结合点，制定一套培养应用型人才为目标的课程体系[4]。
（一）理论课程体系
计算机科学与技术专业课程包括电路与模拟电子技术、数字逻辑电路、汇编语言程序设计、计算机组成原理、计算机体系结构、微机原理与接口技术等硬件课程；C语言程序设计、离散数学、数据结构与算法、面向对象程序设计（Java和C++）、软件工程等软件课程；操作系统原理、计算机网络、数据库原理等专业核心课程，这些课程也应该为嵌入式方向的支撑课程群。操作系统考虑嵌入式方向课程设置，应增加Linux操作系统的实训内容。
在这些计算机专业课程基础上，删减原来与嵌入式方向联系不大，相对独立的若干专业课程，适当增大嵌入式系统应用技术方向课程比例，构成计算机专业嵌入式方向理论课程体系。基础课程中增加嵌入式系统概论，硬件层面上增加可编程逻辑器件及描述语言FPGA/VHDL、嵌入式处理器体系结构。软件层面上增设Linux下C语言编程、嵌入式Linux驱动开发、嵌入式实时操作系统、嵌入式应用程序开发；嵌入式系统级别上考虑软硬结合增设嵌入式系统设计课程，考虑嵌入式发展方向，增设WinCE设计与开发、嵌入式软件测试技术课程。
（二）实践课程体系
嵌入式系统是面向应用的，实践是整个嵌入式系统课程体系中最重要的环节，其目标是培养学生实际的嵌入式软硬件设计能力。在嵌入式课程实践中，采用多层次专业实践与培训认证相结合的实践体系。专业实践包括课内实验、课程设计、综合项目实践、毕业实习与毕业设计，课内实验学时占每门课总学时数比例不低于30%，课程设计包括软硬件和应用系统开发等课程，综合项目实践以项目团队的形式使学生得到团队协作的训练，毕业实习以校企合作、实习基地形式进行。课内实验和课程设计可使学生课程理论知识得到巩固提高，综合项目实践则培养学生阶段性综合性实践能力，毕业实习和毕业设计可培养学生综合分析设计的应用能力。目前，在嵌入式专业领域内的知名厂商及相关认证也越来越为更多的大学毕业生及在职工程师所关注，在实践教学中，引入国际和国内嵌入式认证的培训内容和知识更新体系，增加实践动手能力，积累项目开发经验，增加就业竞争力。
五、结束语
在IEEE计算机协会和ACM共同制定的2004版计算机类课程体系中，嵌入式系统已经被列为核心课程之一。嵌入式系统课程群建设是一项长期、艰难的任务，新知识更新速度明显快于传统学科，计算机本科专业嵌入式系统方向课程体系的规划与建设，需要明确人才培养目标和建设思路，并在计算机专业课程基础上进行，既重视融合学科的基础知识积累，又强调实践性，使嵌入式系统的教学紧随嵌入式技术的发展。
参考文献：
[1]马义德,汤书森,张北斗等.嵌入式系统课程群建设与创新型人才培养[J].高等理科教育,2004(8):23-25
[2]徐劲松,刘钰碧,蒋晶.应用型本科嵌入式系统课程群建设与实践[J].企业技术开发,2009(28):145-146
[3]徐敏,林瑞金,关健生.嵌入式系统教学改革与实践[J].电气电子教学学报,2009(3):13-15
[4]杨立林.从企业招聘需求看嵌入式系统教学课程体系设置[J].中国电力教育,2011(22):69-70
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所谓嵌入式系统（Embedded Systems）是“嵌入式计算机系统”的简称，是相对于通用计算机系统而言的。嵌入式系统是以应用为中心，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、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。嵌入式系统一般指非PC系统，它包括硬件和软件两部分。嵌入式微处理器和设备共同组成了一个嵌入式系统的硬件部分。嵌入式微处理器是嵌入式系统的核心。嵌入式系统的软件部分包括操作系统软件（OS）（要求实时和多任务操作）和应用程序编程。有时设计人员把这两种软件组合在一起。应用程序控制着系统的运作和行为；而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。
二、嵌入式系统的分类
嵌入式系统涵盖的面非常之广泛，除PC系统以外的所有用到CPU的系统都为嵌入式系统，而且嵌入式系统有大有小，大到类似于PC的系统，小到类似于电饭炉这样的微控制系统。具体分类：（1）信息家电，如机顶盒、DVD等；（2）信息终端，如手机、PDA等；（3）工业控制，如机器人，智能仪表等；（4）交通管理，如GPS,GSM模块；（5）电子商务，如公共电话卡发行系统，自动售货机等；（6）环境检测，等等。
三、嵌入式系统发展趋势
1、嵌入式应用软件的开发需要强大的开发工具和操作系统的支持。随着因特网技术的成熟、带宽的提高，ICP和ASP在网上提供的信息内容日趋丰富、应用项目多种多样，嵌入式电子设备的功能不再单一，电气结构也更为复杂。为了满足应用功能的升级，设计师们一方面采用更强大的嵌入式处理器如32位、64位RISC芯片或信号处理器DSP增强处理能力；同时还采用实时多任务编程技术和交叉开发工具技术来控制功能复杂性，简化应用程序设计、保障软件质量和缩短开发周期。
2、互联网成为必然趋势。为适应嵌入式分布处理结构和应用上网需求，面向21世纪的嵌入式系统要求配备标准的一种或多种网络通信接口。针对外部联网要求，嵌入设备必需配有通信接口,相应需要TCP/IP协议簇软件支持；由于家用电器相互关联（如防盗报警、灯光能源控制、影视设备和信息终端交换信息）及实验现场仪器的协调工作等要求，新一代嵌入式设备还需具备IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口，同时也需要提供相应的通信组网协议软件和物理层驱动软件。为了支持应用软件的特定编程模式，如Web或无线Web编程模式，还需要相应的浏览器，如HTML、WML等。
3、支持小型电子设备实现小尺寸、微功耗和低成本。为满足这种特性，要求嵌入式产品设计者相应降低处理器的性能，限制内存容量和复用接口芯片。这就相应提高了对嵌入式软件设计技术要求。如，选用最佳的编程模型和不断改进算法，采用Java编程模式，优化编译器性能。因此，既要软件人员有丰富经验，更需要发展先进嵌入式软件技术，如Java、Web和WAP等。
4、提供精巧的多媒体人机界面。嵌入式设备之所以为亿万用户乐于接受，重要因素之一是它们与使用者之间的亲和力，自然的人机交互界面，如司机操纵高度自动化的汽车主要还是通过习惯的方向盘、脚踏板和操纵杆。人们与信息终端交互要求以GUI屏幕为中心的多媒体界面。手写文字输入、语音拨号上网、收发电子邮件以及彩色图形、图像已取得初步成效。目前一些先进的PDA在显示屏幕上已实现汉字写入、短消息语音，但离掌式语言同声翻译还有很大距离。
总之，中国的单片机应用和嵌入式系统开发走过了15年的历程，但大多仍处于是以3-5个人为小组的封闭方式开发为主。今天面对的嵌入式系统工业化的潮流，如果我们不能认识到嵌入式软件必须以工业化的方式生产开发，不理解在短时间内装配集成“数百人年”嵌入式产品软件库固化于芯片之中的方法，那么我们将失去更多“上游”产品的市场机遇；反之在我国大力推动和建设“嵌入式软件工厂”，使我国的嵌入式软件库（零件）产品化并溶入国际市场，对加速知识创新和建立面向21世纪的知识经济具有战略意义。
参考文献：
1、马忠梅,李善平,康慨等.ARM & Linux嵌入式系统教程.北京:北京航天航空大学出版社,2004.
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嵌入式系统开发工具的发展已经有二十多年的历史，目前开放性和开放源码成为一股强大的潮流，推动嵌入式系统设计技术向前发展，传统的嵌入式系统开发工具已不能适应这一潮流。
目前的发展趋势是嵌入式系统的集成度越来越高，因而CMOS+NVM技术变得越来越重要。实现高集成度的另一个途径是采用系统级封装(SiP)，即把基于不同技术的芯片整合在同一个封装中。一个典型例子是在单个封装中整合MCU、闪存和RF收发器。
美国风河公司中国区总经理韩青：关于嵌入式系统开发的发展趋势，从总体上看，嵌入式系统的一个明显趋势就是复杂度的急剧提升，这是由于我们已经进入了一个网络化和智能化的时代，连网能力、多样化和智能化必然会增加嵌入式软件的复杂度。
从软件平台的角度来看，Linux所发挥的作用越来越大。Linux在嵌入式领域的发展一开始就远比在桌面PC环境中要顺利，但是由于组织过于松散，标准化的进程一直比较滞后。近年来，随着相关标准化组织的完善，特别是Google等国际巨头的支持，OHA(开放手机联盟)、LiMo等行业协会的建立与发展，Linux平台上软件开发工具和规范的标准化进程正在不断加快，这就为广大嵌入式系统开发人员提供了更加稳固的基础。
从应用领域的角度来看，消费电子产品的迅速发展为嵌入式系统提供了巨大的空间，特别是移动通信娱乐装置、汽车信息娱乐系统等产品的多样化趋势，都为嵌入式系统提供了充满想象空间的应用。网络基础设施和国防军工多年来一直是嵌入式系统的重要应用领域，仍然将会延续下去。考虑到Linux在上述这些领域的光明前景和开发工具标准化进程相对滞后的现状，一些有助于标准化的技术将会成为关键。如DSO(Device Software Opimization，设备软件优化)的理念和方法、层次化的设计方法和工具，都将对嵌入式系统开发技术的发展起大重要的推动作用。
GlObal IPSolutions亚太区市场总监曾志佳；在VoIP嵌入式硬件平台开发方面，目前许多这些平台使用的语音处理方案都是基于公共交换电话网(PSTN)技术，这是传统的电话技术。人们对IP电话的质量非常关心，因为同电路交换网络相比，分组网络具有截然不同的特性。
■今日电子：现代嵌入式软件／硬件技术的发展已经进入什么样的阶段?
Philippe Faure：对许多嵌入式系统应用而言，相对于硬件的开发，软件的开发时间更长，开发成本更高。为了更紧密地整合硬件和软件的开发，目前业界在电子系统级(ESL)设计方法方面投入了大量的努力。然而，这些工作进展缓慢，而且其焦点主要放在硬件／软件并行设计流程上，以求缩短嵌入式产品的上市时间。采用基于FPGA的仿真板来验证硬件和软件，可以大幅度缩短嵌入式应用的开发时间，并降低成本和风险。
林鸿瑞为响应目标市场不断演化的需求，赛灵思公司极大地增强了其嵌入式处理解决方案的处理能力，在包括处理器、外设和系统架构等所有方面全面升级了嵌入式处理解决方案，同时还通过嵌入式开发套件(EDK)所提供的直观硬件和软件设计工具极大地简化了这些解决方案的使用。基于EDK v9.2提供的FPGA嵌入式处理解决方案下一阶段的演进将重点瞄准两大以客户为中心的关键目标：使软件开发更容易，并支持高性能嵌入式系统的快速设计。
Xilinx的处理解决方案为很多领域提供了高性能和定制功能，这些领域包括：航天和军用产品、有线和无线通信、汽车、音频／视频广播、工业控制、测试与测量、以及消费类。Xilinx嵌入式处理解决方案得到了大量Virtex和Spartan FPGA平台的支持。
韩青；如今的大多数电子设备都有多个不同的功能模块组成，为了加快产品上市速度，每个功能模块可能需要独立的团队来承担开发工作，然后再组装起来。通过采用层次(Layer)技术，可以让开发团队在开发工作中保持相对的独立性，在功能模块开发完场后又可以快速方便地组合起来，迅速构成产品系统。在产品设计与调试过程中，层次技术可以很好地发现、测试和交流各个模块所发生的变化，降低嵌入式软件出现Bug的概率，从而大幅度地节省开发时间和工作量。显然，层次技术也会极大地加快DSP与MCU等不同功能模块的协同应用。
■今日电子：32位MCU的发展对硬件／软件提出怎样的要求，DSP和MCU怎样走向功能融合?
Philippe Faure：某些32位MCU架构如ARM9、ARM11、ARM Cortex以及Atmel的AVR32，都内建有DSP功能。其他架构如Atmel的CAP，则可使DSP核与MCU整合在同一个芯片上。如果MCU架构内建有DSP功能，便可利用相同的开发工具，把DSP软件作为MCU软件的一部分来开发。但如果DSP核是独立的，则需要单独开发DSP软件，且采用不同于MCU的开发工具。虽然单独的MCU和DSP软件开发较为复杂，但好处是MCU和DSP核能够并行工作。相比内建DSP功能的单核MCU架构，可获得更高的性能和更低的功耗。
除了MCU内核以外，我们还必须考虑到对外设模拟／数字IP的需求，以及MCU是否能够支持实时操作系统(RTOS)。
林鸿瑞：选择MCU内核仅仅解决了复杂问题的一部分。开发人员需要选择配有适当外设的MCU来满足自己的最终产品要求。如果选择的MCU带有许多用不到的外设可能会增加总体系统成本。另外，对能够运行RTOS的MCU的需求也在增长。使用RTOS有几大显著原因：除了提供实时多任务能力以
外，RTOS施加的任务型设计流程比没有RTOS的系统更清晰、更容易组织；RTOS支持代码重利用，通过提供中间件链接和缩短开发时间为应用提供有用的服务。在时序关键的应用中，RTOS可预测的响应时间也进一步保证了应用的质量。
为进一步适应这一趋势，除已经为Microblaze软内核提供的免费IP以外，赛灵思公司还新提供了4款免费IP(IIC、UART、FPU和10/100 liteEMAC)。为满足RTOS需求，赛灵思还了其支持Linux 2.6 RTOS的Microblaze软内核版本。
赛灵思FPGA是硬件可配置的并且能够利用Microblaze实现嵌入式处理器功能，以及利用内部DSP48逻辑片完成DSP加速，因此对于带可定制外设的32位嵌入式应用开发来说，无论是否包括DSP加速，都是极佳的开发平台。
■今日电子如何看待国内行业应用市场?贵公司在中国的发展策略如何?
Philippe Faure：中国的嵌入式应用增长极其迅速，部分原因是由于中国国内市场的发展，另一原因则在于中国嵌入式应用产品出口的持续增长。Atmel在制定中国战略时，考虑到了中国市场对价格极为重视的现实。中国的电子产品公司对单个芯片的价格和总体物料清单(BoM)的成本都非常关注。对Atm el而言，能够提供把物料清单(BoM)的总体成本降至最低的系统解决方案十分重要。在中国，消费市场非常强劲，其中家电行业推动着国内市场的急速发展。
林鸿瑞：近年来，中国嵌入式系统应用产品的市场需求日益增加，嵌入式系统的产值不断增长，在冶金、汽车、造船、装备制造、节能降耗、环保、家电、电子、汽车、通信、交通、金融、网络、监控、工业自动化等领域尤其明显。
目前在中国市场，FPGA技术主要应用在传统的通信及消费电子领域。赛灵思在中国电信市场，特别是无线基站领域始终处于领导地位。在未来2～4年里，赛灵思的业务将集中在TD-SCDMA、平面电视和便携式产品，在接下来的发展中，赛灵思将重点开拓汽车电子、工业控制、测试测量等领域。赛灵思在中国的发展策略如下：
首先，通过继续加强客户服务支持，满足不断增长的客户需求，同时不断拓展销售渠道，继续完成中国业务的快速增长。第二，继续对能帮助赛灵思建立产业链生态系统的合作伙伴进行投资。第三，继续对电子工程师进行培训和教育，使那些从来没有用过赛灵思FPGA产品的工程师能够发现其中的潜力并且能够使用这些产品。第四，继续深入开展大学计划。
韩青：国内嵌入式系统的应用方向与全球情况大致相同，主要集中在航空航天与国防、消费电子、汽车电子、工业自动化和网络基础设施等几大领域，只是在各个不同领域的发展速度与国外略有不同。例如，国内消费电子产品由于市场巨大、进入门坎相对较低而在很短时间内表现出巨大的活力，这也是国际厂商认为短期内可以迅速成长并且进入比较容易的一个领域。再来看汽车电子，由于国外厂商利用整车设计对国内厂商造成了一定的进入门坎，导致国内厂商很难踏入预装在车内的汽车电子产品，但是对于后装的车载电子产品来说，其市场形态比较接近消费电子产品，也给国内厂商造就了一定的机会。
风河公司在国内的发展策略是顺应国内市场趋势，以全球最先进的嵌入式软件开发理念、方法和工具来引导国内的技术趋势。在嵌入式软件开发领域，以DSO(设备软件优化)为核心的理念、方法和工具是目前和今后将会长期延续的技术趋势。
■今日电子贵公司在嵌入式开发的一些领域很活跃，如何看待贵公司在这个领域中所扮演的角色?
Philippe Faure：MCU和DSP已经被广泛地使用在大量的嵌入式产品中。规模最大的嵌入式应用是手机，同时，数码相机、便携式媒体播放器和GPS系统的量也很大。另外，MCU和DSP还被使用在工业和医疗产品中，这方面的应用虽然出货量较少但单价较高，且产品生命周期更长。汽车电子则是嵌入式产品市场中增长最快的领域之一。总而言之，这些应用在可预见的未来将确保嵌入式系统销售量和销售额的长期增长。
ATMEL专注于以微控制器产品为其核心竞争力，并辅以RF、功率管理、非易失性存储器和传感器接口等器件，可为众多嵌入式应用提供一个完整的系统级解决方案。ATMEL致力于巩固其作为嵌入式系统市场主要厂商的地位。
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随着嵌入式系统处理器的不断发展，典型的32位RISC芯片——ARM处理器，不论是在PDA，STB，DVD等消费类电子产品中，还是在GPS，航空，勘探，测量等军方产品中都得到了广泛的应用。越来越多的芯片厂商早已看好ARM的前景，比如Intel， NS， Atmel， Philips， NEC， CirrusLogic等公司都有相应的产品。他们把更多的功能集成在ARM芯片中，使其成为了高集成度，低功耗的典型代表。
ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商，每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。利用这种合伙关系，ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。
ARM架构是面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器。
ARM提供一系列内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案。由于所有产品均采用一个通用的软件体系，所以相同的软件可在所有产品中运行（理论上如此）。典型的产品如下。
①CPU内核
——ARM7：小型、快速、低能耗、集成式RISC内核，用于移动通信。
——ARM7TDMI(Thumb):这是公司授权用户最多的一项产品，将ARM7指令集同Thumb扩展组合在一起，以减少内存容量和系统成本。同时，它还利用嵌入式ICE调试技术来简化系统设计，并用一个DSP增强扩展来改进性能。该产品的典型用途是数字蜂窝电话和硬盘驱动器。
——ARM9TDMI:采用5阶段管道化ARM9内核，同时配备Thumb扩展、调试和Harvard总线。在生产工艺相同的情况下，性能可达ARM7TDMI的两倍之多。常用于连网和顶置盒。
②体系扩展
——Thumb:以16位系统的成本，提供32位RISC性能，特别注意的是它所需的内存容量非常小。
③嵌入式ICE调试
由于集成了类似于ICE的CPU内核调试技术，所以原型设计和系统芯片的调试得到了极大的简化。
④微处理器
——ARM710系列，包括ARM710、ARM710T、ARM720T和ARM740T:低价、低能耗、封装式常规系统微型处理器，配有高速缓存（Cache）、内存管理、写缓冲和JTAG。广泛应用于手持式计算、数据通信和消费类多媒体。
——ARM940T、920T系列:低价、低能耗、高性能系统微处理器，配有Cache、内存管理和写缓冲。应用于高级引擎管理、保安系统、顶置盒、便携计算机和高档打印机。
——StrongARM:性能很高、同时满足常规应用需要的一种微处理器技术，与DEC联合研制，后来授权给Intel。SA110处理器、SA1100 PDA系统芯片和SA1500多媒体处理器芯片均采用了这一技术。
——ARM7500和ARM7500FE:高度集成的单芯片RISC计算机，基于一个缓存式ARM7 32位内核，拥有内存和I/O控制器、3个DMA通道、片上视频控制器和调色板以及立体声端口;ARM7500FE则增加了一个浮点运算单元以及对EDO DRAM的支持。特别适合电视顶置盒和网络计算机（NC）。
2嵌入式系统的特点
嵌入式计算机系统同通用型计算机系统相比具有以下特点：
21嵌入式系统通常是面向特定应用的。嵌入式CPU与通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中，它通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，移动能力大大增强，跟网络的耦合也越来越紧密。
22嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。
23嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能，这样才能在具体应用中对处理器的选择更具有竞争力。 24嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行，因此嵌入式系统产品一旦进入市场，具有较长的生命周期。
25为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中，而不是存贮于磁盘等载体中。
26嵌入式系统本身不具备自举开发能力，即使设计完成以后用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改的，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。
3嵌入式的系统与分类
根据不同的分类标准嵌入式系统有不同的分类方法，这里根据嵌入式系统的复杂程度，可以将嵌入式系统分为以下四类：
31单个微处理器这类系统可以在小型设备中（如温度传感器、烟雾和气体探测器及断路器）找到。这类设备是供应商根据设备的用途来设计的。这类设备受Y2K影响的可能性不大。
32不带计时功能的微处理器装置。这类系统可在过程控制、信号放大器、位置传感器及阀门传动器等中找到。这类设备也不太可能受到Y2K的影响。但是，如果它依赖于一个内部操作时钟，那么这个时钟可能受Y2K问题的影响。
33带计时功能的组件。这类系统可见于开关装置、控制器、电话交换机、电梯、数据采集系统、医药监视系统、诊断及实时控制系统等。它们是一个大系统的局部组件，由它们的传感器收集数据并传递给该系统。这种组体可同PC机一起操作，并可包括某种数据库(如事件数据库)。
34在制造或过程控制中使用的计算机系统。对于这类系统，计算机与仪器、机械及设备相连来控制这些装置的工作。这类系统包括自动仓储系统和自动发货系统。在这些系统中，计算机用于总体控制和监视，而不是对单个设备直接控制。过程控制系统可与业务系统连接（如根据销售额和库存量来决定定单或产品量）。
4嵌入式系统发展趋势
以信息家电为代表的互联网时代嵌入式产品，不仅为嵌入式市场展现了美好前景，注入了新的生命；同时也对嵌入式系统技术，特别是软件技术提出新的挑战。这主要包括：支持日趋增长的功能密度、灵活的网络联接、轻便的移动应用和多媒体的信息处理，此外，当然还需对付更加激烈的市场竞争。
41嵌入式应用软件的开发需要强大的开发工具和操作系统的支持随着因特网技术的成熟、带宽的提高，ICP和ASP在网上提供的信息内容日趋丰富、应用项目多种多样，像电话手机、电话座机及电冰箱、微波炉等嵌入式电子设备的功能不再单一，电气结构也更为复杂。为了满足应用功能的升级，设计师们一方面采用更强大的嵌入式处理器如32位、64位RISC芯片或信号处理器DSP增强处理能力；同时还采用实时多任务编程技术和交叉开发工具技术来控制功能复杂性，简化应用程序设计、保障软件质量和缩短开发周期。
目前，国外商品化的嵌入式实时操作系统，已进入我国市场的有WindRiver、Microsoft、QNX和Nuclear等产品。我国自主开发的嵌入式系统软件产品如科银(CoreTek)公司的嵌入式软件开发平台DeltaSystem，它不仅包括DeltaCore嵌入式实时操作系统，而且还包括LamdaTools交叉开发工具套件、测试工具、应用组件等；此外，中科院也推出了Hopen嵌入式操作系统。
42联网成为必然趋势。为适应嵌入式分布处理结构和应用上网需求，面向21世纪的嵌入式系统要求配备标准的一种或多种网络通信接口。针对外部联网要求，嵌入设备必需配有通信接口，相应需要TCP/IP协议簇软件支持；由于家用电器相互关联(如防盗报警、灯光能源控制、影视设备和信息终端交换信息)及实验现场仪器的协调工作等要求，新一代嵌入式设备还需具备IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口，同时也需要提供相应的通信组网协议软件和物理层驱动软件。为了支持应用软件的特定编程模式，如Web或无线Web编程模式，还需要相应的浏览器，如HTML、WML等。
43支持小型电子设备实现小尺寸、微功耗和低成本。为满足这种特性，要求嵌入式产品设计者相应降低处理器的性能，限制内存容量和复用接口芯片。这就相应提高了对嵌入式软件设计技术要求。如，选用最佳的编程模型和不断改进算法，采用Java编程模式，优化编译器性能。因此，既要软件人员有丰富经验，更需要发展先进嵌入式软件技术，如Java、Web和WAP等。
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我们收集并分析了国内部分高校在嵌入式课程上的教学大纲，以此为基础设置了我们的嵌入式系统概论课程。表1是我们收集的大学名称、课程名称、学时数与知识点，这些课程基本上是基于Intel的XScale实验板设计的，对我们设计“嵌入式系统概论”有借鉴作用。
综合上述高校的嵌入式课程，有些是针对计算机专业开设的，有些是针对其他专业的，有本科期间开设的，也有硕士期间开设的，一些高校开设了多门嵌入式方向大课程。我们设计的“嵌入式系统概论”是针对本科阶段开设的嵌入式方向入门课程，主要面向大三的本科生，其课程结构如图1所示，其前修课程一般是计算机组成、微机原理、接口、汇编、操作系统、程序设计语言、体系结构。部分后续课程开设在研究生阶段。
嵌入式系统概论课程的目的，是综合前修计算机专业课程，以及包括数字电路等更基础的知识，开拓学生对嵌入式的视野，为后续课程奠定基础。因此在嵌入式课程中不会介绍汇编语言设计、接口电路的设计等知识。
我们认为，该课程理论部分的知识点分布基本上如图2所示，主要分为四大模块，分别是嵌入式概念、嵌入式体系、嵌入式系统软件、嵌入式软件开发。实验部分由于各学校实验材料的差异，较难对比，我们的使用设备主要是30套Intel XScale与30套Motorola Dragonball。
对于嵌入式体系结构，首先介绍各种嵌入式体系结构、处理器、DSP。
由于ARM体系是目前嵌入式系统工业界事实上的标准，一般都以ARM体系为例介绍嵌入式体系结构，并介绍ARM汇编。由于上课学生已经学习了汇编语言，所以需要简单介绍ARM汇编与微机汇编的差异与特点，要求学生以自学为主，作业为辅，可以较快地掌握该汇编。浙江大学计算机专业本科生阶段在计算机组成课程中还学习了MIPS汇编，所以学生们对ARM汇编掌握起来就更快一些。
在嵌入式体系的具体实例介绍中，我们结合本课程的实验平台简要介绍XScale体系，这部分主要也是自学为主，结合实验环节让学生掌握看硬件资料的能力。
在嵌入式体系结构部分，还需要介绍嵌入式系统的硬件系统，包括JTAG接口、外设、中断、总线等。通过这部分的介绍，学生们可以了解嵌入式硬件系统的构成与软硬件接口。
嵌入式系统软件就是嵌入式操作系统。嵌入式操作系统包括非实时嵌入式操作系统与实时嵌入式操作系统（RTOS），在嵌入式课程中主要介绍RTOS。在系统软件模块中将介绍实时系统概念、操作系统在嵌入式系统领域的改造，例如处理器调度的实时性改造、中断处理、文件系统、MMU等。嵌入式系统概论课程主要介绍常见的各种嵌入式操作系统，包括它们的特点、应用领域，并以嵌入式Linux为例子，介绍Linux的改造、裁减与移植。
最后一个模块是嵌入式软件开发，是介绍嵌入式软件开发的过程，使得整门课程最终能够形成一个完备的嵌入式开发体系。Bootloader的设计，也可放在操作系统移植中进行介绍。嵌入式图形用户界面目前没有统一的标准，作为概论课程需要介绍各个嵌入式GUI的优缺点与适用范围。同样，课程介绍包括Tornado、等嵌入式开发环境，以及嵌入式中间件。课程最后将以实例来介绍嵌入式系统的开发流程。
