作為一個以“思維”為內容的討論,我并不懼怕話題的龐大。畢竟思維并不是什么可以速成的快餐,俗語說冰凍三尺非一日之寒,著急不來;另一方面,“思維”是個頗為唯心的內容,不僅沒有定論,針對每個人的具體情況也是不同的。所以,我并不害怕談論思維的時候“歪了樓”,或者“缺乏客觀性”——本來,裝在一個皮囊里,我能談論的也只是我自己的思維,供有興趣的看官們消遣一二,如果還能有所啟示或者是幫助,那就再好不過了。
模仿人的認知過程,我也將話題分為“自上而下”(對應Top Down Perception)和“自下而上”(對應Bottom Up Perception)兩個方向。前者從較為宏觀(但更貼近生活和概念的本來面目)出發,討論一些裸機系統相關的嵌入式概念和看似高尚大其實很實在的說法;后者則選擇從具體的技術或者是設備出發,從小的問題開始,逐步引出更為復雜的問題。
最終,在某個時刻,你會在某個層面上發現兩個認知方向的重合點,我可以保證的是,幾乎對所有人來說,這個重合點都是不同的。排除智商的因素,起決定性的還是讀者已經掌握的背景知識。
【正文】
作為開篇,我們首先對"什么是嵌入式系統"的認識開始。那么什么是嵌入式系統呢?我首先保證,下面的定義已經非常精簡,一個多余的單詞都沒有(請允許我在一個完整的句子中加入空格來強調每一個要素):
嵌入式系統是面向應用高度裁減的專用計算機系統
1、“專用”
首先我們需要牢記于胸的是這個“專”字(Dedicated),這是相對通用計算機系統的“通用”來說的。PC就是通用計算機系統;出乎很多人意料的是,智能手機也是“通用”計算機系統。這是因為,通用計算機系統擁有標準的硬件定義和操作系統,上層軟件可以在一個統一的平臺(對硬件和系統軟件統一性)的一個假設上進行開發。這么說也許很抽象,實際的判斷標準其實很簡單,如果一個計算機系統的軟件可以自由的直接在同類計算機的硬件上執行,那么這個計算機系統很可能就是一個通用計算機系統,例如,APP可以在不同的智能手機上執行(當然需要運行相同的操作系統,無論是Andriod還是iOS,具體你懂得,抬杠的同志請自動取消關注)
這個專用太重要了,如果說嵌入式系統是一個宇宙的話,那么這里的“專用”就是那個著名的宇宙大爆炸——嵌入式系統一切的特點都源自于此。
2、“面向應用”
光說專用,似乎缺少了什么——“專用”總需要面向點什么才能體現“專用”阿。因此,很自然的,“面向應用”的“專用”就成了嵌入式系統的根本立足點。那么你要問了,難道還有不“面向應用”的“專用”么?當然有了,有面向“科研”的,面向“宣傳效應的”,有“面向自我實現”的……
面向科研認真說來也算是面向應用了——科研應用嘛,但其實還是不同的,因為后面我們會說,嵌入式系統的開發是一個工程問題,而科研類的開發是一個學術問題,前者是用成熟的技術去實現一個明確的已知目標,后者是用已知的技術去探索未知的領域或者驗證可能的結果
面向宣傳,你懂得。沒什么卵用,但是可以給人希望和信心。
面向自我實現,有多少人自己寫一個操作系統是面向應用的?
嵌入式系統是面向應用的專用計算機系統。那么應用又大體分兩類:軍用和民用。這么分有什么目的呢?
3、“高度裁剪”
前面我們說,專用是面向應用的專用,目標非常明確——實現某個具體的應用;相對目標不是那么明確的通用計算機系統來說,怎么做才能體現出“針對某個具體應用”而凸現出來的“專用”呢?當然是裁減——從能實現對應應用的通用計算機原形系統(Prototype)上進行裁減——去掉不必要的部分,從而成為某個應用的“專屬”計算機系統。
那么問題來了,哪些東西可以裁減呢?如何裁減呢?這里實際上是有明確的標準的——面向應用的具體需求進行裁減。具體來說,雖然功能性(Functionality)、成本(Cost)、可靠性(Dependability / Reliability)、功耗(Power Consumption)、體積(Size)、性能(Performance)、安全性(Security)都是各類嵌入式系統所追求的,但當我們成本有限的時候(時間、金錢、人力資源),我們只能根據應用的偏好來分配資源,俗話說“好鋼用在刀刃上”就是這個道理。
容易想象,軍用在上述要素的優先級可能是(僅供參考):
功能性 〉可靠性 〉體積 〉性能 〉安全性 〉功耗 〉成本
——想象一下不差錢的軍方會怎樣考慮一套單兵作戰系統
明用在裁減的過程中則可能是另外一個樣子:
功能性 〉性能 〉體積 〉成本 〉功耗 〉可靠性 〉安全性
——想象一下國產智能手機(粗糧、某族、某情懷)
【小結】
綜上所屬,我們可以簡單的小結一下,嵌入式系統是一個面向應用高度裁減的專用計算機系統——是不是覺得都是廢話了?哈哈哈哈,說明你理解了。下一篇,我們將更深層次的揭示隱藏在嵌入式系統名稱下的產業秘密和規律。
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