嵌入式系统的功能性指标及非功能性指标

嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成，是集软硬件系统于一体的可独立工作的“器件”。

一、嵌入式系统的功能性指标

1.应用领域

正是因为嵌入式系统面向应用，因此应用于不同领域的嵌入式系统所提供的功能可谓千差万别。根据应用领域的不同，嵌入式系统可以分为通用系统和专用系统，前者包括以通用微处理器或通用微控制器为核心的应用系统，后者则进一步分为工业控制、通信产品、消费电子、信息家电、汽车电子等应用系统。目前，很多嵌入式系统的应用领域正日益呈现出融合和交叉的趋势，嵌入式系统功能越来越强大，应用也越来越广泛。

2.功能部件组成

应用领域不同，嵌入式系统的功能部件组成也有所差异。计算密集型的嵌入式系统，如DSP或者工控系统，往往包括浮点运算部件或者专用的A/D、D/A转换部件；消费类的嵌入式系统可能包括功能丰富、种类多样的外部设备接口，如并口、串口、红外、蓝牙、存储卡读写器等；用作高速网络通信的嵌入式系统则可能包括关联存储器或者其他类型的高速Cache以提高数据包的处理和转发速度，一般还具有高速通信端口。功能部件的组成也在一定程度上决定了嵌入式系统软硬件子系统之间的接口。

3.指令系统

作为连接嵌入式系统软硬件子系统的桥梁，指令系统与嵌入式系统硬件的体系结构（如寄存器的数量、机器字长）、软件的操作系统以及终端应用都有着密不可分的联系。指令系统可以提供的寻址方式和指令种类的多少、每条指令功能的强弱，都直接影响着最终设计实现的嵌入式系统的功能特性。

4.操作系统

嵌入式系统的操作系统为终端应用提供访问嵌入式系统硬件子系统的接口。EOS由哪些功能模块组成？它是一个仅有进程管理和存储管理等基本功能的系统内核，还是包含了文件系统、漂亮的图形用户界面、丰富的应用软件等在内的复杂系统？可以说操作系统的功能在很大程度上决定了嵌入式系统的功能特性。

5.开发支持

嵌入式系统是否提供了强大的开发支持也直接影响着系统的功能和应用，比如说是否提供功能丰富的函数库甚至是预打包的软件和应用框架，有无集成开发环境，是否支持软件创建、调试、系统集成、代码调整和优化工具等，良好的开发支持有助于系统开发人员快速完成嵌入式系统的设计实现任务，并开发出稳定可靠的系统，对嵌入式系统产品成功与否非常关键。

6.安全特性

嵌入式系统的安全特性也越来越受到人们的关注。嵌入式系统的安全特性包括可靠性（Reliability）、可用性（Availability）和可存活性（Survivability）等功能特性。可靠性反映了嵌入式系统在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力，一般以平均无故障时间MTBF（Mean Time Between Failure）来衡量。可用性用于表示嵌入式系统保持正常运行时间的百分比，高可用性系统一般要求正常运行时间的比例要达到99.99%。可存活性则是指嵌入式系统在遇到攻击、失败或意外事故时能够及时完成必需任务的能力。

7.实时特性

嵌入式系统的实时特性是指在嵌入式系统中执行的任务能够在确定的时间内产生正确的结果，实质上是指嵌入式系统的响应时间是可以根据系统的软硬件信息进行确定性的预测的。由于嵌入式系统及其应用的多样性和复杂性，不同的系统应用的功能特性不尽相同，相应的，也会提出不同的响应时间要求。

二、嵌入式系统的非功能性指标

1.体积

嵌入式系统顾名思义，大多作为其它应用系统的一个附属设施来发挥作用。一般来说，嵌入式系统的体积越小越好，因为体积越小，意味着在相同体积下可以容纳的设备越多，或者相同的设备占用的空间越小；体积越小，可以应用的场合就越多，市场占有率就越大。

2.重量

与体积指标类似，嵌入式系统的重量也是一个非常重要的指标。嵌入式系统的重量也是越轻越好，因为重量轻意味着携带方便，易于嵌入其它应用系统。

3.功耗

嵌入式系统最大并且增长最快的市场是手持设备、电子记事本、PDA、手机、GPS导航器、智能家电等消费类电子产品。这些产品典型的特点是高性能、低功耗。功耗越低，意味着在同等供电能力的情况下，嵌入式系统可以运行的时间就越长，就越能够满足用户超长待机的需要。

4.价格

价格因素是一个对嵌入式系统产品占领市场最为关键的指标之一。嵌入式系统的价格并不一定是越低越好，而是追求一个更好的性能价格比。也就是说，在同等性能下，价格越低越好；或者说，在同等价格下，性能越高越好。

5.可裁剪性

可裁剪性是指嵌入式系统可以根据用户的需要进行灵活的定制，以提供不同的功能特性。可裁剪性使得嵌入式系统可以更加灵活地应用于更多的领域和场合，但在一定程度上也增加了系统设计和实现的复杂性，客观上也可能会影响产品的上市时间。

6.配套产品支持

成功的嵌入式系统产品不是单一的和孤立的，其应用领域越广，涉及到的市场面就越广，相应地与之配套的产品以及市场就越大，形成的产业链越完整，形成一个良性循环之后，各个环节相互促进，相互影响，对嵌入式系统产品的应用以及整个产业链的健康发展都具有非常积极的意义。

7.上市时间

嵌入式系统产品的上市时间TTM（Time To Market）直接影响着系统的应用推广和市场前景。再好的嵌入式系统产品，如果上市时间错过了最佳的时机，也将面临着用户应用热情下降和市场占有份额降低的风险。

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