雖然嵌入式系統是近幾年才真正流行起來的，但其實嵌入式的概念早就有了。從20世紀70年代單片機的出現，到今天各種嵌入式微處理器和微控制器的廣泛應用，嵌入式系統已經有近30年的歷史。縱觀嵌入式系統的發展，大致經歷了以下四個階段:
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非操作系統階段
嵌入式系統最初的應用是基於單片機，多以可編程控制器的形式出現，具有監控、伺服、設備指示等功能。通常用於各種工業控制和飛機、導彈等武器裝備。壹般沒有操作系統支持，所以只能用匯編語言直接控制系統，操作完後清空內存即可。這些設備雖然具有嵌入式應用的特點，但只是使用8位CPU芯片來執行壹些單線程程序，所以嚴格來說並不是“系統”的概念。
現階段嵌入式系統的主要特點是:系統結構和功能相對簡單，處理效率低，存儲容量小，幾乎沒有用戶界面。由於使用簡單，價格低廉，這種嵌入式系統在工業控制領域得到了廣泛的應用，但無法滿足信息家電等對執行效率和存儲容量要求較高的場合。
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簡單操作系統階段
20世紀80年代，隨著微電子技術的提高，集成電路制造商開始集成嵌入式應用所需的所有元件，如微處理器、I/O接口、串行接口、RAM、ROM等。變成了VLSI，並做出了面向I/O設計的微控制器，成為了嵌入式系統領域的後起之秀。與此同時，嵌入式系統的程序員也開始基於壹些簡單的“操作系統”開發嵌入式應用軟件，大大縮短了開發周期，提高了開發效率。
在這個階段，嵌入式系統的主要特點是:大量高可靠、低功耗的嵌入式CPU(如Power PC)出現，各種簡單的嵌入式操作系統開始出現並迅速發展。此時的嵌入式操作系統雖然相對簡單，但具有壹定的兼容性和擴展性，內核精致高效，主要用於控制系統負載和監控應用程序運行。
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實時操作系統階段
20世紀90年代，在分布式控制、柔性制造、數字通信和信息家電的巨大需求推動下，嵌入式系統迅速發展，面向實時信號處理算法的DSP產品向高速、高精度、低功耗方向發展。隨著硬件實時性要求的提高，嵌入式系統的軟件規模也在不斷擴大，逐漸形成實時多任務操作系統(RTOS)，成為嵌入式系統的主流。
現階段嵌入式系統的主要特點是:操作系統的實時性能有了很大的提高，已經能夠運行在各種類型的微處理器上，具有很高的模塊化和可擴展性。此時的嵌入式操作系統已經具備了文件和目錄管理、設備管理、多任務、網絡、圖形用戶界面(GUI)等功能，並提供了大量的應用程序接口(API)，使得應用軟件的開發變得更加容易。
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面向互聯網的階段
21世紀無疑將是壹個網絡時代，將嵌入式系統應用於各種網絡環境的呼聲自然越來越高。目前，大多數嵌入式系統都與互聯網隔離。隨著互聯網的進壹步發展，互聯網技術與信息家電和工業控制技術的結合越來越緊密，嵌入式設備與互聯網的結合才是嵌入式技術真正的未來。
信息時代和數字時代的到來為嵌入式系統的發展帶來了巨大的機遇，同時也給嵌入式系統廠商帶來了新的挑戰。目前，嵌入式技術和互聯網技術的結合正在推動嵌入式技術的快速發展，嵌入式系統的研究和應用產生了以下新的重大變化:
1.新的微處理器很多，嵌入式操作系統本身的設計更具有可移植性，可以在短時間內支持更多的微處理器。
2.嵌入式系統的開發已經成為壹項系統工程。開發者不僅要提供嵌入式軟硬件系統本身，還要提供強大的硬件開發工具和軟件支持包。
3.通用計算機中使用的新技術和新概念逐漸移植到嵌入式系統中，如嵌入式數據庫、移動代理、實時CORBA等。，進壹步完善了嵌入式軟件平臺。
4.各種嵌入式Linux操作系統發展迅速。由於其源代碼開放、系統內核小、執行效率高、網絡結構完整，非常適合信息家電等嵌入式系統，目前已經形成了與Windows CE、Palm OS等嵌入式操作系統強有力競爭的局面。
5.隨著互聯網技術的成熟和帶寬的提高，網絡化和信息化的要求日益突出。過去功能單壹的設備，如電話、手機、冰箱、微波爐等，功能不再單壹，而是結構更加復雜，網絡互聯成為必然趨勢。
6.精簡系統內核，優化關鍵算法，降低功耗和軟硬件成本。
7.提供更友好的多媒體人機交互界面。
1.2架構
根據國際電氣和電子工程師協會(IEEE)的定義，嵌入式系統是“用於控制、監視或輔助設備、機器或工廠運行的裝置”。壹般來說，整個嵌入式系統的架構可以分為四個部分:嵌入式處理器、嵌入式外設、嵌入式操作系統和嵌入式應用軟件，如圖1所示。
圖1嵌入式系統的組成
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嵌入式處理器
嵌入式系統的核心是各種類型的嵌入式處理器。嵌入式處理器與通用處理器的最大區別在於，大多數嵌入式CPU工作在專門為特定用戶群設計的系統中。它將通用CPU中板卡完成的許多任務集成到芯片中，有利於嵌入式系統在設計上的小型化，同時也具有較高的效率和可靠性。
嵌入式處理器的架構從CISC(復雜指令集)向RISC(精簡指令集)和緊湊RISC發展，位數也從4位、8位、16位、32位逐漸發展到64位。目前常用的嵌入式處理器可分為低端嵌入式微控制器單元(MCU)、高端嵌入式微處理器單元(EMPU)、應用於計算機通信領域的嵌入式數字信號處理器(EDSP)和高度集成的嵌入式片上系統(SOC)。
目前幾乎每個半導體廠商都生產嵌入式處理器，越來越多的公司開始有自己的處理器設計部門。據不完全統計，全球嵌入式處理器種類超過1000種，流行的架構有30多個系列，其中ARM、PowerPC、MC 68000、MIPS應用最為廣泛。