1.1.2　嵌入式系统的设计要求

嵌入式计算技术所面临的挑战源于基础技术的迅猛发展及用户需求的不断增加。在设计中，系统的功能对于通用个人计算机系统和嵌入式系统来说都是非常重要的。但是，与通用个人计算机系统的设计相比，嵌入式系统的设计有许多特殊的要求，主要体现在以下几方面。

（1）实时性。许多嵌入式系统需要在实时情况下工作。如果数据或控制信息在某个时限内不能到达，系统将会出现错误。在某些嵌入式系统中，实时性得不到满足是不能接受的，超过时限会引发危险甚至对个人造成伤害。如高速列车控制器，控制信息超时会引起列车运行故障，甚至翻车。而在某些嵌入式系统中，超过时限虽然不会引发危险，但会导致一些不愉快的结果。如打印机在打印时，若控制信息的响应超时，就会使打印机产生混乱。

（2）多速率。许多嵌入式系统不仅有实时性要求，而且需同时运行多个实时任务，系统必须同时控制这些任务，虽然这些任务有些处理得慢，有些处理得快。多媒体应用系统就是多速率的典型例子，多媒体数据流的音频和视频部分以不同的速率播放，但是它们必须保持同步。若音频数据或视频数据不能在有限时间内准备好，就会影响整体播放效果。

（3）功耗。功耗在通用个人计算机系统中不是一个需要主要考虑的因素，但在嵌入式系统中，尤其是在用电池供电的嵌入式系统中则是。大功耗会加大硬件使用开销，影响电源寿命并带来散热问题。

（4）低成本。多数情况下，我们都希望嵌入式系统是低成本的。制造成本由许多因素决定，其中包含硬件成本和软件成本。硬件成本主要取决于所使用的微处理器、所需的内存及相应的外围芯片；软件成本通常难以预测，但一种好的设计方法有利于降低软件成本。

（5）环境相关性。嵌入式系统不是独立的，而是与被嵌入的设备紧密关联的。因此，设计嵌入式系统时，必须考虑模拟量信号、数字量信号及开关量信号的输入输出，系统抗干扰性，温度和湿度等。