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器 的种 类 非 常 多 ， 到 现 在 为 止 一 共 有 ３ 多 个 体 系 １０ 多 个 系 ０ ００
列 ，包 括单 片机 、Ｄ Ｐ Ｐ Ａ Ｒ 等 ，他 们具 有不 同 的字 Ｓ 、Ｆ Ｇ 、Ａ Ｍ
长 ， 有 ８ 、 １ 位 、３ 位 和 ６ 位 之 分 ，且 主 频 和 处 理 速 度 也 位 ６ ２ ４ 有 很 大 差别 。 目前 我 们 通 常所 说 的 嵌入 式 系 统 主 要 是 具有 较 高 性 能 的 ３ 位 的 嵌 入 式 处 理 器 ，主 流 的 有 Ａ Ｍ 司子 、计算机 、信息技术的飞
速 发 展 ， 不 仅 带来 了经 济 的 发 展 、 社 会 的 进 步 和 人 类 的 生 活状 态 改 善 ， 同 时 也 为工 业 生产 带来 了一 次 深 刻 的 变革 。 工控 系 统 引 入 了计 算机 控 制 ，彻 底 改 变 了 以往 的 继 电器 接 触 器 控 制 ，使 得 工 控 系 统进 入 了 自动 化 的 阶 段 。 以 计 算 机
一
个 很模 糊的概 念 ，很难给 它下 一个准 确 的定义 ，事实
能 的控 制 系 统 都 可 以称 之 为 嵌 入 式 系 统 ， 目前 广 泛 被 大 家
接 口
上 ，凡是嵌入在产品中 的以计算机来实现某种特定控制功
认 可 的概 念 是 ：嵌 入 式 系 统 是 以应 用 为 中心 ， 以计 算 机 技
中国西 部科技 ２ １ 年０ 月 （ ０ １ ５ 上旬 Ｊ 第１ 卷第 １ 期 息第２ ６ ０ ３ ４ 期
嵌入式系统在工业控制中的应用及发展趋势
李 国晓
（ 云 港 广 播 电视 大 学 ，江 苏 连 云 港 ２ ２ ０ ） 连 ２ ０ ６
摘
要 ：嵌入 式 系统的发展提 高 了工业控制 的 自动化程度 。嵌入 式系统技 术 包括嵌 入式微 处理 器和嵌 入式操作 系统两大
这表现 在，嵌入式系统可以根 据实际系统的应用需求对软 硬件进行合 理的裁剪 ，以满足应用 系统的功能需求，并保 证满 足 可靠 性 、 实 时 性 、 体积 等要 求 ， 并在 此基 础 上 尽 可 能的降低成本和功耗。
嵌 入 式 系 统 包括 硬 件 系 统 和 软 件 系 统 两 大方 面 ， 其 组 成结构如图所示： 嵌入 式 硬 件 系 统 的核 心 是 嵌入 式 处 理 器 。嵌 入 式 处 理
Ｉ
嵌入式软件系统主要指嵌入式操作系统及其应用软件 。 嵌 入 式操 作 系 统 的 典 型特 点 是 ： 采 用 占先 式 的 调 度 ，响 应 的 时 间 很 短 ，任 务执 行 的 时 间 可 以 确 定 ； 系 统 内核 很 小 ，具 有 可 裁 剪 ， 可 扩 充 和 可 移 植 性 ， 可 以移 植 到 各 种 处 理 器 上 ； 较
列 、 Ｍ Ｐ 公 司 的 Ｍ Ｐ 系 列 、 ＩＴ Ｌ Ｘ ６ 列 、 Ｉ Ｍ 司 的 ＩＳ ＩＳ ＮＥ 的 ８系 Ｂ公
为核心 的工业控制 系统 ，可以通过对 工作 过程 中的各种 参 数进 行实时的采集 、分析处理和 控制，实现对 生产 过程 的
监控 和 管 理 ， 使得 生产 过程 按 照 预 期 的 要 求有 条 不 紊 快 速
强的实时和可靠性，适合嵌入式应用。 比较经典的嵌入式操 作系统有：Ｗ ｎＲ ｖ ｒ ｉｄ ｉｅ 公司的ＶＷ ｒ ｓ ｘ ｏ ｋ 、美 国集 成系统公司的
ｐ Ｏ 、 Ｌ ｎ ｏ 司 的 ｕ １ｎ ｘ 新 墨 西 哥 工 学 院 的 Ｒ — ＳＳ ｉｅ公 Ｃ ｉｕ、 Ｔ
Ｌ ｎ ｘ 随 着 竞 争 的 激 烈 ，Ｐ ｌ Ｓ ｉ Ｃ 等 嵌 入 式 操 作 系 ｉｕ。 ａ ｍ Ｏ ，Ｗ ｎ Ｅ 统相继被推 出。
Ｐ ｗ ｒ Ｐ 系 列 、 Ｃｍ ａ 公 司 的 Ａ ｐ ａ 列 、 Ｍ ｔｒ ｌ 公 司 的 ｏ ｅ Ｃ ｏｐｄ ｌｈ 系 ｏｏａａ ６ Ｋ 列等 。 ８系
应 用 软 件 中 间 件
精确 的运行 ，这不仅提 高了生产效率 ，同时提 高了质量 ，
降低 了成本 ，还将人力从恶劣 的工作环境及复杂 的控制工 作中解脱 出来 。基于 高性 能嵌入式处 理器 的嵌入式系统 ，
由于 其 优 异 的性 能 和 多方 面 的优 点 ，在 工 业 控 制 中 应用 特
别广泛 。
嵌 入 式 操 作 系 统
ｌ 嵌入式系统 的概 念
根 据 ＩＥ 的定 义 ，嵌 入 式 系 统 是 “ 制 、监 视 或 者 辅 ＥＥ 控 助 装 置 、机 器 和 设 备 运 行 的装 置 ” 。其 实 ，嵌 入 式 系 统 是
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 、 外 围 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 。 既 然 嵌 入 式 系 统 是 面 向产 品 的 ，是 与 具 体 应 用 紧 密 相 结合的，因此它在各个方面一定是紧扣应用的特定需求 ，
方 面。本 文通过 分析工控 系统 的特 点及其对 嵌入 式软硬件 的特 殊要求 ，选择 了合适 的微 处理 器和操作 系统 ，最后展 望 了
工 控 嵌 入 式 系统 的 发展 趋 势 。
关键词 ：嵌入式 系统；工业控 制 ；Ａ Ｍ Ｅ ；嵌入式Ｌ ｔ Ｊ Ｊｘ ｎ
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