嵌入式系統是指用於執行獨立功能的專用計算機系統。它由壹系列微電子芯片和器件組成，包括微處理器、定時器、微控制器、存儲器、傳感器等。、以及嵌入在存儲器中的微操作系統和控制應用軟件，共同實現實時控制、監控、管理、移動計算、數據處理等各種自動處理任務。嵌入式系統以應用為中心，以微電子技術、控制技術、計算機技術和通信技術為基礎，強調硬件和軟件的協同和集成。可以定制軟件和硬件，以滿足系統對功率、成本、體積和功耗的要求。最簡單的嵌入式系統只有執行單壹功能的控制能力，在唯壹的ROM中只有實現單壹功能的控制程序，沒有微操作系統。復雜的嵌入式系統，如個人數字助理(PDA)和手持計算機(HPC)，其功能幾乎與個人電腦相同。本質上，與PC的區別僅僅在於微操作系統和應用軟件嵌入在rom、RAM和/或閃存中，而不是存儲在磁盤等載體中。許多復雜的嵌入式系統是由幾個小型嵌入式系統組成的。
嵌入式系統背景
近年來，隨著以計算機技術和通信技術為基礎的信息技術的飛速發展和互聯網的廣泛應用，傳統的控制學科正在發生變革，出現了許多新的增長點。壹個伴隨的現象是，相當壹部分控制專業的學生畢業後進入了計算機和通信行業，以至於有人說學控制沒用，自動化專業可以取消。這些情況的出現讓我們控制教育者反復思考，傳統控制應該如何拓寬自己的領域？控制專業應該教什麽才能讓學生覺得有用？
嵌入式系統的發展歷史
1.早期的嵌入式系統設計方法通常采用“硬件優先”的原則。也就是說，在只粗略估算軟件任務需求的情況下，先進行硬件設計和實現。然後，在這個硬件平臺上，進行軟件設計。因此很難充分利用軟硬件資源，達到最佳性能。同時，壹旦在測試中發現問題，需要修改設計，整個設計過程就會重復，對成本和設計周期都會產生很大的影響。這種傳統的設計方法只能提高硬件/軟件的性能，不可能在有限的設計空間內優化系統的性能，這在很大程度上取決於設計者的經驗和反復實驗。20世紀90年代以來，隨著電子系統功能的日益強大和小型化，系統設計中涉及的問題和困難越來越多。同時，硬件和軟件不再是完全獨立的概念，而是緊密結合，相互影響。因此出現了協同設計的設計方法，即使用統壹的方法和工具協同設計軟硬件架構，從而最大限度地發揮系統的軟硬件能力，避免軟硬件架構獨立設計帶來的種種弊端，得到高性能低成本的優化設計方案。
嵌入式操作系統的分類
目前流行的嵌入式操作系統可以分為兩類:壹類是從運行在個人電腦上的操作系統移植到嵌入式系統上的嵌入式操作系統，如微軟的Windows CE及其新版本、SUN公司的Java操作系統、朗訊科技公司的Inferno、嵌入式Linux等。這種系統經過個人計算機或高性能計算機的長期測試，技術越來越成熟。其相關標準和軟件開發方法已被用戶普遍接受，同時積累了豐富的開發工具和應用軟件資源。另壹類是實時操作系統，如WindRiver公司的VxWorks、ISI的pSOS、QNX系統軟件公司的QNX、ATI的Nucleus、中科院凱澤集團的Hopen嵌入式操作系統等。這些產品在操作系統的結構和實現方面針對其應用領域進行了精巧的設計，並提供了獨立完整的系統開發和測試工具，廣泛應用於軍工產品和工業控制系統。Linux是90年代以來逐漸成熟的開源操作系統。在全球數百萬粉絲的共同努力下，PC上的Linux版本發展非常迅速。90年代末，uClinux、RTLinux等。相繼推出，引起了嵌入式領域的廣泛關註。它擁有大量的程序員和現成的應用程序，是我們研發工作的寶貴資源。
嵌入式系統的新曙光
近年來，我們在嵌入式系統及其應用的科學研究中采用了信息產業的最新技術，打破了學科之間的界限，並感到有許多方法可以控制它們，盡管到處都有挑戰。過去大家熟悉的“控制”有很大的局限性:壹是不考慮硬件的限制，二是不考慮控制器的復雜程度和計算能力，三是不註重實用性和效率。隨著微處理器、微傳感器和微執行器新產品的不斷推出，控制思想和手段正在發生巨大的變化。經過艱苦的實踐和探索，我們對控制科學的研究和教學有了壹些新的認識。這本教材是在我們近幾年科研工作的基礎上總結出來的。它仍然是粗糙的，我們需要在未來下大力氣改進它。
嵌入式系統的硬件/軟件特性
嵌入式系統的硬件必須根據具體的應用任務，以功耗、成本、體積、可靠性、處理能力為指標來選擇。嵌入式系統的核心是系統軟件和應用軟件。由於存儲空間有限，要求軟件代碼緊湊可靠，且大多對實時性有嚴格要求。
學習嵌入式系統的意義
在控制的意義上，嵌入式系統涉及到系統底層的信息處理和控制，在芯片層面。從某種意義上說，理解和控制這些“微觀”的世界才是控制的真正目的。嵌入式系統和通常意義上的控制系統在設計思路和整體架構上有很多不同，而這些不同恰恰是傳統控制學科教學中很少教給學生的。在當今的信息社會，嵌入式系統在人們日常工作生活中的份額可能已經超過了傳統的控制系統，這也是為什麽我們的學生覺得學的東西沒用，學的東西卻有用的原因。目前，嵌入式系統和開發環境的研究和開發還存在很多問題，如嵌入式系統的軟硬件協同設計方法；面向多目標多任務的微內核嵌入式操作系統；分布式嵌入式系統的實時問題、分布式計算、分布式信息交互和綜合處理；以及嵌入式系統多目標交叉編譯和交叉調試工具的研究。通過實驗開發平臺，學習了嵌入式系統的壹些基礎理論和軟硬件綜合設計的方法和技巧，自己實現了壹個嵌入式系統的解決方案，為以後的進壹步研究打下了初步的基礎。結語:“嵌入式系統”作為壹門知識和技術含量都很高的綜合性專業課程，必然會隨著信息產業的發展而走向成熟。