嵌入式系統與作業系統，電子人的新目標！？

最近剛好和同學提到，也打了，就索性把它也post在blog上～～

嵌入式系統在很多年前就很紅了，這個嵌，有人念ㄎㄢˇ，也有人念ㄑㄧㄢ，我用新注音打，是用ㄑㄧㄢ打出來的，不過不少人還是要聽到『砍入式系統』才知道在說這個，whatever～～

我身為半個電子人(因為不用功，電子電路、電子學完全不行，我連電晶體的三枝腳名稱都叫不出來，虧我電子科系一路念到技術學院畢業)，現在是資工新鮮人，沒聽過嵌入式系統就遜掉了～～

印象中，我好像是在二專開始聽說這個名詞，不過當時並不知道這是什麼，當兵期間，買了傳說中的PDA，知道PDA是嵌入式系統，也知道可以裝Linux，還知道了ARM，因此大體上對嵌入式系統有點皮毛般的認識。

到 了二技，當時聽老師說系上有ARM的開發套件，我就奮不顧身，儘管他不是我們專題老師，依然用盡全力選他，最後也如願了，正式開始我的嵌入式之旅，雖然是 開始，但是卻是跌跌撞撞直到現在，說實話，我二技的中Ｘ技術學院電子工程系(中開頭很多，在台北市境內那個)到目前都還沒有嵌入式系統的技術，不過耳聞老 師好像也開始這方面的研究了。
不論如何，雖然我是開始了，但是完全沒進度，完全不了解，倒是找了很多說明文件，知道了嵌入式系統是什麼～～

時 間再推回二專在嘉義Ｘ鳳的日子，當時我曾經問過某個老師一個怪問題，大致是這個意思『老師我想問個8051的問題，我想請問，如何在8051這樣的CPU 上面執行程式，就像電腦上的程式一樣』，老師傻掉了，他說『就是寫8051阿～用8051組合語言或8051 C阿』，我想想，好像問不出答案，也不知道問題該怎麼問，就跟老師說謝謝，悻悻然的離開了。

這個問題一直到二技才找到答案，一切的答案，都是『嵌入式系統』。

如 果你在網路上找嵌入式系統的定義，很不幸的，你會找到千奇百怪的答案，甚至跟SoC(系統晶片)扯上關係，然後你會找到一個最正確的定義的答案，『所謂的 嵌入式系統，最早由英國工程師協會定義出來，意指能夠在無人的情況下自動控制、具有掉電自動回復....云云。』然後你想想，這不是指8051嗎.... =_=||

之後終於在某次的研討會，聽到了我要的答案，講者說，他認為的嵌入式系統，是指『能夠有自動排程能力的系統，可以同時執行多個程式，動態排程』，YA～That's right.
說穿了，嵌入式系統其實就是直翻，把作業系統嵌入進某個微電腦裝置中，就是嵌入式系統。

接著你會問，好好的8051，跟嵌入式系統有什麼關係，又和ARM有什麼關係～～～

嵌入式系統其實就是在現有的硬體裝置，加上作業系統的機制，加入作業系統之後，會產生下列幾個好處：
1.多工執行
2.可執行更複雜的自動控制
3.提昇執行環境的穩定性
4.壓榨、虐待系統(:p)

這幾個好處很重要，第一個沒話說，能夠多工執行，這種看似同時執行(不是即時喔～～)的機制，直接就把一堆還在努力跑定時器的8051打趴了～～
第 二個，什麼叫做可執行更複雜的自動控制，想想看，像8051機器人或者Sony的愛寶，尤其是Sony的愛寶，那隻笨狗，他全身上下一堆感測器和馬達，又 有耳朵又有眼睛，當聽到聲音時要做什麼反應，看到東西時要做什麼反應，今天我們一邊說話一邊在他面前揮手，8051程式要怎麼寫？
先處理眼睛看到的動作？
還是耳朵聽到的動作？
還是直接當掉在地上打轉？
如 果是傳統的8051流程式寫法，他真的會打轉或當掉甚至是耍白痴，因為人腦有限，用流程式的寫法，寫個幾次中斷，返回時就很容易搞錯了，也許用C寫情況可 以好些，但問題根本還是沒解決；這時候作業系統出現了，近乎同時的執行，加上動態的排程，那隻笨狗看起來的確聰明許多，能夠在你揮手時咬你，咬到一半聞到 香味就跑去找吃的，這樣的判斷可能只在瞬間，而不會是咬著你拉著去找吃的。
第三個，提昇執行環境的穩定性？8051流程式的寫法有個致命傷，就是可能發生意外，導致系統當機，當然啦，也許會說有看門狗阿～～但我們先假設沒有看門狗，然後是流程式運作，假如今天某個感測器壞了，或者某顆連線的IC掛了，握手失敗～～可能8051就這樣掛了～～～
但是作業系統出現了，有了作業系統，由作業系統負責整個系統的程式排程，一個程式掛了算什麼，大不了關閉這個程式，其他程式依然能夠正常運作。
這讓我們做個小小的聯想，不知道雄風一和雄風二，有沒有使用作業系統喔～～
我估計是沒有，以研發成功的時間來看，放入作業系統的機會好像不高......除非中科院當時就有計算機系統神人負責系統整合.......
那老實說.......雄風的穩定性，是有值得懷疑的地方..........
當然啦～～～純粹想想～～～～

除了上述這幾點之外，還有個不知道算不算在內的特點，有了作業系統，表示放入library成為可能，那麼要開發電腦程式，甚至圖形介面都是可以辦到的，單看library充不充足，支援了什麼～～～

不過，作業系統也不是萬能的，現在經常可以聽到Real-Time這個名詞，Real-Time在程序式的程式上是不存在的問題，都已經一條一條執行了，Timer穩定，要在哪裡中斷或者執行特定功能，小算盤都算得出來，要什麼Real-Time，不就已經是了嗎～～～
Real -Time是作業系統才會有的問題，因為作業系統有排程，有多個程式近乎同時運作，那麼就不可能會有一個程式是Real-Time的，因為大家都在排隊， 都等著執行，Real-Time是神話，但正因為如此，在作業系統下能做到多精密、多細緻的Real-Time(例如電話，某特定程式有超高優先權)，就 是各家作業系統廠商的不傳之密了。

看到這裡應該就能夠知道，嵌入式系統和作業系統，其實是說類似的東西，不過為何現在這麼熱門？
其實有部分原因要拜internet之賜，許多人都在問，internet如此發達，家電能否上網，智慧型家電的未來何在？
而 網路，其實就是TCP/IP，它的程式比想像中複雜，而且需要放在背景一直被執行著，在8051流程式程式的環境下，頂多能夠寫到某幾個port的某幾項 握手傳輸動作，而且要算準時間發，算準時間收，因此這麼做的人不算太多，而作業系統則好辦許多，網路，幾乎是附掛在作業系統下生存的。

正因為如此，以往我們電子學的8051，現在似乎也要開始轉型，可能轉學ARM，再研究作業系統。

問題回到我之前發過的，那8051呢？就此滅亡了嗎？
其實現在也有些像是RTOS51這樣的超小型作業系統，僅僅只作簡單的排程，專門給8051使用的，所以其實8051還是有人在移植作業系統，甚至也有將TCP/IP移植上去執行，所以說，8051再撐個20年應該不是問題啦～～