通用操作系统的发展历史、现状和趋势
虽然嵌入式系统是近几年才真正流行起来的，但其实嵌入式的概念早就有了。从20世纪70年代单片机的出现，到今天各种嵌入式微处理器和微控制器的广泛应用，嵌入式系统已经有近30年的历史。纵观嵌入式系统的发展，大致经历了以下四个阶段:
*
非操作系统阶段
嵌入式系统最初的应用是基于单片机，多以可编程控制器的形式出现，具有监控、伺服、设备指示等功能。通常用于各种工业控制和飞机、导弹等武器装备。一般没有操作系统支持，所以只能用汇编语言直接控制系统，操作完后清空内存即可。这些设备虽然具有嵌入式应用的特点，但只是使用8位CPU芯片来执行一些单线程程序，所以严格来说并不是“系统”的概念。
现阶段嵌入式系统的主要特点是:系统结构和功能相对简单，处理效率低，存储容量小，几乎没有用户界面。由于使用简单，价格低廉，这种嵌入式系统在工业控制领域得到了广泛的应用，但无法满足信息家电等对执行效率和存储容量要求较高的场合。
*
简单操作系统阶段
20世纪80年代，随着微电子技术的提高，集成电路制造商开始集成嵌入式应用所需的所有元件，如微处理器、I/O接口、串行接口、RAM、ROM等。变成了VLSI，并做出了面向I/O设计的微控制器，成为了嵌入式系统领域的后起之秀。与此同时，嵌入式系统的程序员也开始基于一些简单的“操作系统”开发嵌入式应用软件，大大缩短了开发周期，提高了开发效率。
在这个阶段，嵌入式系统的主要特点是:大量高可靠、低功耗的嵌入式CPU(如Power PC)出现，各种简单的嵌入式操作系统开始出现并迅速发展。此时的嵌入式操作系统虽然相对简单，但具有一定的兼容性和扩展性，内核精致高效，主要用于控制系统负载和监控应用程序运行。
*
实时操作系统阶段
20世纪90年代，在分布式控制、柔性制造、数字通信和信息家电的巨大需求推动下，嵌入式系统迅速发展，面向实时信号处理算法的DSP产品向高速、高精度、低功耗方向发展。随着硬件实时性要求的提高，嵌入式系统的软件规模也在不断扩大，逐渐形成实时多任务操作系统(RTOS)，成为嵌入式系统的主流。
现阶段嵌入式系统的主要特点是:操作系统的实时性能有了很大的提高，已经能够运行在各种类型的微处理器上，具有很高的模块化和可扩展性。此时的嵌入式操作系统已经具备了文件和目录管理、设备管理、多任务、网络、图形用户界面(GUI)等功能，并提供了大量的应用程序接口(API)，使得应用软件的开发变得更加容易。
*
面向互联网的阶段
21世纪无疑将是一个网络时代，将嵌入式系统应用于各种网络环境的呼声自然越来越高。目前，大多数嵌入式系统都与互联网隔离。随着互联网的进一步发展，互联网技术与信息家电和工业控制技术的结合越来越紧密，嵌入式设备与互联网的结合才是嵌入式技术真正的未来。
信息时代和数字时代的到来为嵌入式系统的发展带来了巨大的机遇，同时也给嵌入式系统厂商带来了新的挑战。目前，嵌入式技术和互联网技术的结合正在推动嵌入式技术的快速发展，嵌入式系统的研究和应用产生了以下新的重大变化:
1.新的微处理器很多，嵌入式操作系统本身的设计更具有可移植性，可以在短时间内支持更多的微处理器。
2.嵌入式系统的开发已经成为一项系统工程。开发者不仅要提供嵌入式软硬件系统本身，还要提供强大的硬件开发工具和软件支持包。
3.通用计算机中使用的新技术和新概念逐渐移植到嵌入式系统中，如嵌入式数据库、移动代理、实时CORBA等。，进一步完善了嵌入式软件平台。
4.各种嵌入式Linux操作系统发展迅速。由于其源代码开放、系统内核小、执行效率高、网络结构完整，非常适合信息家电等嵌入式系统，目前已经形成了与Windows CE、Palm OS等嵌入式操作系统强有力竞争的局面。
5.随着互联网技术的成熟和带宽的提高，网络化和信息化的要求日益突出。过去功能单一的设备，如电话、手机、冰箱、微波炉等，功能不再单一，而是结构更加复杂，网络互联成为必然趋势。
6.精简系统内核，优化关键算法，降低功耗和软硬件成本。
7.提供更友好的多媒体人机交互界面。
1.2架构
根据国际电气和电子工程师协会(IEEE)的定义，嵌入式系统是“用于控制、监视或辅助设备、机器或工厂运行的装置”。一般来说，整个嵌入式系统的架构可以分为四个部分:嵌入式处理器、嵌入式外设、嵌入式操作系统和嵌入式应用软件，如图1所示。
图1嵌入式系统的组成
*
嵌入式处理器
嵌入式系统的核心是各种类型的嵌入式处理器。嵌入式处理器与通用处理器的最大区别在于，大多数嵌入式CPU工作在专门为特定用户群设计的系统中。它将通用CPU中板卡完成的许多任务集成到芯片中，有利于嵌入式系统在设计上的小型化，同时也具有较高的效率和可靠性。
嵌入式处理器的架构从CISC(复杂指令集)向RISC(精简指令集)和紧凑RISC发展，位数也从4位、8位、16位、32位逐渐发展到64位。目前常用的嵌入式处理器可分为低端嵌入式微控制器单元(MCU)、高端嵌入式微处理器单元(EMPU)、应用于计算机通信领域的嵌入式数字信号处理器(EDSP)和高度集成的嵌入式片上系统(SOC)。
目前几乎每个半导体厂商都生产嵌入式处理器，越来越多的公司开始有自己的处理器设计部门。据不完全统计，全球嵌入式处理器种类超过1000种，流行的架构有30多个系列，其中ARM、PowerPC、MC 68000、MIPS应用最为广泛。