第一節(jié) 產(chǎn)品定義及應(yīng)用特點

一、產(chǎn)品定義

為適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，在計算機設(shè)計時，對影響計算機性能的各種因素，如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、電氣特性和機械物理結(jié)構(gòu)等，采取相應(yīng)保證措施的計算機。又稱抗惡劣環(huán)境計算機。其特點是：具有強的環(huán)境適應(yīng)性、高可靠性和高可維性；較強的實時處理能力；系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化；專用軟件的開發(fā)是其應(yīng)用的關(guān)鍵。

二、應(yīng)用特點

按應(yīng)用環(huán)境的不同分為軍用型、加固型和防信息泄漏型3種。

1、軍用型計算機。

又稱軍用規(guī)范型或全加固型計算機。它是從計算機的體系結(jié)構(gòu)和滿足各種抗惡劣環(huán)境要求出發(fā)，嚴(yán)格按照一系列軍用標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計制造的，并且要得到指定機構(gòu)的檢驗與認(rèn)可。造價比一般商用計算機高很多?？蛇m用于各種最惡劣的軍事野戰(zhàn)環(huán)境，可以在地面、車載、艦載、機載和空間等環(huán)境中使用。設(shè)計的基本目標(biāo)是滿足某些軍用規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。

2、加固型計算機。

20世紀(jì)70年代抗惡劣環(huán)境計算機幾乎全部采用專門設(shè)計的軍用型計算機，但隨著需求量的日益增大，用于這種計算機的經(jīng)費越來越多，因此80年代初出現(xiàn)了對商用計算機進(jìn)行加固的計算機，成功地用于各種軍事領(lǐng)域。造價比商用機略貴，但比軍用型計算機低得多，研制周期短，硬軟件與原商用機兼容。

3、防信息泄漏型計算機。

能控制和抑制信息泄漏的計算機。又稱低輻射強度計算機。由于計算機在工作時會產(chǎn)生電磁發(fā)射，帶來兩個后果，一是對鄰近其他設(shè)備產(chǎn)生干擾，二是伴隨發(fā)射出的計算機機密信息，可被截獲解譯，造成嚴(yán)重的信息失密。因此，防信息泄漏計算機應(yīng)運而生。世界上許多國家都頒布了此類計算機標(biāo)準(zhǔn)。

第二節(jié) 加固機 行業(yè) 發(fā)展歷程

目前，在嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域中，不少人對什么是嵌入式系統(tǒng)不甚了解。有些人搞了十多年的單片機應(yīng)用，不知道單片機就是一個最典型的嵌入式系統(tǒng)；也有些人在解釋什么是嵌入式系統(tǒng)時，不是從定義出發(fā)，而是列舉了嵌入式系統(tǒng)的一些特點，往往不知所云。因此，有必要從現(xiàn)代計算的發(fā)展歷史，了解嵌入式系統(tǒng)的由來，從學(xué)科建設(shè)的角度來探討嵌入式系統(tǒng)較為準(zhǔn)確的定義。

1、始于微型機時代的嵌入式應(yīng)用

電子數(shù)字計算機誕生于1946年，在其后漫長的歷史進(jìn)程中，計算機始終是供養(yǎng)在特殊的機房中，實現(xiàn)數(shù)值計算的大型昂貴設(shè)備。直到20世紀(jì)70年代，微處理器的出現(xiàn)，計算機才出現(xiàn)了歷史性的變化。以微處理器為核心的微型計算機以其小型、價廉、高可靠性特點，迅速走出機房；基于高速數(shù)值解算能力的微型機，表現(xiàn)出的智能化水平引起了控制專業(yè)人士的興趣，要求將微型機嵌入到一個對象體系中，實現(xiàn)對象體系的智能化控制。例如，將微型計算機經(jīng)電氣加固、機械加固，并配置各種外圍接口電路，安裝到大型艦船中構(gòu)成自動駕駛儀或輪機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。這樣一來，計算機便失去了原來的形態(tài)與通用的計算機功能。為了區(qū)別于原有的通用計算機系統(tǒng)，把嵌入到對象體系中，實現(xiàn)對象體系智能化控制的計算機，稱作嵌入式計算機系統(tǒng)。因此，嵌入式系統(tǒng)誕生于微型機時代，嵌入式系統(tǒng)的嵌入性本質(zhì)是將一個計算機嵌入到一個對象體系中去，這些是理解嵌入式系統(tǒng)的基本出發(fā)點。

2、現(xiàn)代計算機技術(shù)的兩大分支

由于嵌入式計算機系統(tǒng)要嵌入到對象體系中，實現(xiàn)的是對象的智能化控制，因此，它有著與通用計算機系統(tǒng)完全不同的技術(shù)要求與技術(shù)發(fā)展方向。

通用計算機系統(tǒng)的技術(shù)要求是高速、海量的數(shù)值計算；技術(shù)發(fā)展方向是總線速度的無限提升，存儲容量的無限擴大。而嵌入式計算機系統(tǒng)的技術(shù)要求則是對象的智能化控制能力；技術(shù)發(fā)展方向是與對象系統(tǒng)密切相關(guān)的嵌入性能、控制能力與控制的可靠性。

早期，人們勉為其難地將通用計算機系統(tǒng)進(jìn)行改裝，在大型設(shè)備中實現(xiàn)嵌入式應(yīng)用。然而，對于眾多的對象系統(tǒng)（如家用電器、儀器儀表、工控單元……），無法嵌入通用計算機系統(tǒng)，況且嵌入式系統(tǒng)與通用計算機系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展方向完全不同，因此，必須獨立地發(fā)展通用計算機系統(tǒng)與嵌入式計算機系統(tǒng)，這就形成了現(xiàn)代計算機技術(shù)發(fā)展的兩大分支。

如果說微型機的出現(xiàn)，使計算機進(jìn)入到現(xiàn)代計算機發(fā)展階段，那么嵌入式計算機系統(tǒng)的誕生，則標(biāo)志了計算機進(jìn)入了通用計算機系統(tǒng)與嵌入式計算機系統(tǒng)兩大分支并行發(fā)展時代，從而導(dǎo)致20世紀(jì)末，計算機的高速發(fā)展時期。

3、兩大分支發(fā)展的里程碑事件

通用計算機系統(tǒng)與嵌入式計算機系統(tǒng)的專業(yè)化分工發(fā)展，導(dǎo)致20世紀(jì)末、21世紀(jì)初，計算機技術(shù)的飛速發(fā)展。計算機專業(yè)領(lǐng)域集中精力發(fā)展通用計算機系統(tǒng)的軟、硬件技術(shù)，不必兼顧嵌入式應(yīng)用要求，通用微處理器迅速從286、386、486到奔騰系列；操作系統(tǒng)則迅速擴張計算機基于高速海量的數(shù)據(jù)文件處理能力，使通用計算機系統(tǒng)進(jìn)入到盡善盡美階段。

嵌入式計算機系統(tǒng)則走上了一條完全不同的道路，這條獨立發(fā)展的道路就是單芯片化道路。它動員了原有的傳統(tǒng)電子系統(tǒng)領(lǐng)域的廠家與專業(yè)人士，接過起源于計算機領(lǐng)域的嵌入式系統(tǒng)，承擔(dān)起發(fā)展與普及嵌入式系統(tǒng)的歷史任務(wù)，迅速地將傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)發(fā)展到智能化的現(xiàn)代電子系統(tǒng)時代。

因此，現(xiàn)代計算機技術(shù)發(fā)展的兩大分支的里程碑意義在于：它不僅形成了計算機發(fā)展的專業(yè)化分工，而且將發(fā)展計算機技術(shù)的任務(wù)擴展到傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)領(lǐng)域，使計算機成為進(jìn)入人類社會全面智能化時代的有力工具。

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