在我們身邊有許多體積小，卻又不引人注目的程式和電子設備，讓人類生活變得越來越美好，它們可以為我們節省時間，隨時保持訊息暢通，更進一步的促使醫學及科學進步，它們所提供的方便性在前一個世紀中是前所未聞的，幫助使用者達到更有效的工作效率。但是，很少有人能夠注意到這些不起眼的小東西的存在，它們就是大家所說的「嵌入式設備」。
目前嵌入式系統技術正在積極建立一個更具聯通性的用戶基礎，無論是網路，還是無線技術，這基礎需要那些更具相容性的互聯式設備。此外，應用設備硬體已變得更為廉價，同時也具有更強的通用性，這就使得開發商通過更豐富的功能區分其產品。
倘若我們換一種角度來看，當許多資訊設備跟汽車產業融合的過程中，未來會有更多智能應用設備的市場需求出現在車上，而汽車製造商不得不隨著市場變化而開始縮短開發週期，重視服務特性的多樣化；最後，所得到結果就是，汽車製造商開始傾向使用商業化嵌入式設備，這些產品中內置的元件，可以快速地組裝在車內各個智能系統設備中。
■嵌入式設備在車用電子技術中廣受應用
基本上，嵌入式系統是指在系統運算過程中重要的基礎架構，也是嵌入在物件主要架構體系中，能夠完成指定功能的專用電腦系統。嵌入式系統有體積小、低功耗、集成度高、子系統間能通信融合等優點，正當汽車技術發展及微處理器技術的持續進步，嵌入式系統設備也在車用電子技術中開始獲得廣泛應用。
一般來說，從車身控制、底盤控制、發動機管理、主被動安全系統到車載用娛樂、資訊系統都能夠見到嵌入式技術的身影。
那麼，嵌入式設備為何越來越受到車用電子廠商的重視？汽車嵌入式系統是嵌入式系統向即時多工管理、網路耦合與通信的高端應用過渡的產物，大大提高了汽車電子系統的即時性、可靠性和智慧化程度。除了具備普通嵌入式系統的共有特性外，它還具有以下幾項特點：
?提供智能汽車未來強大的網路通信功能
?即時多工處理的支援能力
?強大儲存區的保護功能
?即時操作系統支援
?提高系統集成度、降低了成本
?超低功耗
?適應高溫、潮濕、振動和電磁輻射
?支援軟體多線程結構、增強軟體抗干擾性
?強大儲存區的保護功能
■嵌入式系統階段性發展 為智能汽車架構鋪路
基於創造智能化汽車的為主要出發點，要如何將車上嵌入式系統技術能夠融合概念、晶片、系統與軟硬體技術，才能設計出安全、高效及智能化的汽車電子系統。一段時間的發展後，車用嵌入式系統在低階發展到高階的過程，每一個發展階段都有其主要特點。這可從微處理器越來越強大的處理功能，開發出新理論、新方法和新的關鍵技術等趨勢窺出所以然。
原先，從4位元和低檔8位元微處理器為核心，將CPU和週邊電路集成到一個晶片上，配置了外部平行匯流排、串列通訊介面、SFR模組系統。硬體結構和功能相對單一、處理效率低、存儲容量小、軟體結構也比較簡單，不需要嵌入作業系統，由於該系統主要用在特性簡單、資料處理量小和即時性要求不高的控制場合，如：雨刷、車燈系統、儀錶盤及電動門窗等。
到了第二階段，便以高檔8位元和16位元處理器為主要核心，可集成較多外部介面功能單元，如：A/D轉換、PWM、PCA、Watchdog、高速I/O口等，配置了晶片間的串列匯流排；軟體結構比較複雜，程式資料量有明顯增加。能夠完成簡單的即時任務，目前在智慧型車輛的電控系統中，也獲得了廣泛應用，如：ABS系統、智慧安全氣囊、主動懸架及發動機管理系統等。
現階段來說，以性能極高的32位元甚至64位元嵌入式處理器為核心，在對容量大但離散時間信號要求快速處理的場合，必須使用DSP作為輔助運算器，並滿足汽車系統不斷擴展的嵌入式應用需求外，還必須提高處理速度，增加存儲容量與集成度。
在嵌入式作業系統的支援下，具有即時多工處理能力，同時與網路的耦合更為緊密。車用嵌入式技術在汽車電子上的高端應用，滿足了現代汽車電控系統功能不斷擴展、邏輯漸趨複雜、子系統間通信頻率不斷提高的要求，代表著汽車電子技術的發展趨勢。其主要應用，如：混合動力總成、底盤綜合控制、汽車定位導航、車輛狀態記錄與監控等領域。
以飛思卡爾（Freescale）所開發MPC500-32位高性能嵌入式微處理器為例，這套系統已在車用電子中獲得廣泛應用，正是由於該系列MCU具有高超的處理功能表現，已被BMW、Delphi、Vis–teon、Marelli等著名汽車廠及車用電子廠商所使用。
MPC500系列經專門設計滿足需高速行駛汽車所需嚴格的工作環境，整個產品系列包括無閃存的MPC561和內置1M閃存的MPC566等，可以針對多種不同環境的應用，包括在汽油機管理、直接柴油燃油噴注、電子傳動控制等動力傳輸系統，同時此系列產品獲得了穩定控制系統和底盤懸吊應用系統製造商的認可。
■嵌入式系統設備硬體架構
智能汽車持續燃燒，這使得車內的系統設備，必須具備更強大軟、硬體結構。硬體結構包括：嵌入式處理器和週邊設備，軟體包括應用軟體和作業系統。軟體構造則是負責：資料結構、演算法和通訊協定實現汽車電子控制策略，硬體則為軟體提供了運行平台，執行具體控制。
汽車嵌入式硬體系統集成度越來越高，一般為模組化結構，如下圖所示。在高性能CPU核心外通過IP匯流排擴展即時時鐘模組、SRAM（靜態隨機記憶體）及大容量FLASH，配置CAN匯流排與USB通信模組，無縫集成PWM輸出、多通道串口、A/D轉換介面與統一的高速緩衝記憶體，支援RISC技術、多級流水線技術與在片調試技術。
系統的即時處理能力、可靠性和網路通信能力大大增強。另外，在通訊介面方面，支援相應的通信組網協定軟體和物理層驅動軟體，提供容錯資料傳輸能力和更大通訊頻寬。
■嵌入式系統設備軟體架構圖
現代汽車電子系統從單一控制逐漸發展到多變數多工協調控制，軟體越來越龐大，越來越複雜，使得汽車嵌入式系統需要尋找新的軟體解決方案。從下圖可得知，汽車嵌入式系統軟體的典型結構，它採用基於標準化介面和通訊協定的模組化軟體設計，系統內部通訊由交互層直接完成，保障應用程式間的資訊傳送。
網路層擁有資料流程處理能力，是不同系統層面間資訊交換的中間介面，能最大程度地整合系統資源。嵌入式即時操作系統摒棄了傳統作業系統的前後台模式，使用匯流排驅動層和硬體抽象層管理I/O埠，合理分配CPU資源，採用基於優先順序的事件管理策略，通過應用程式介面（API）調用應用程式，根據郵箱、消息佇列和信號量機制綜合管理中斷、系統行為和任務分配等。
■微控制器應具備更強的功能性
面對到汽車的應用環境多變，硬體穩定性、可靠性要求很高，還必須要考慮設備的延展性。因此，要如何選擇一項具有優勢的嵌入式設備控制器，就顯得相當重要，使控制器能夠長時間持續在惡劣環境下，能夠因應高振動、高衝擊、低溫、高溫、溫度變化劇烈和高濕度等環境問題。
另外，在內部運算方面，也要能具有可編程邏輯控制器、比例放大器、類比量輸入A/D模組、繼電器輸出功能於一身的高性能機械專用控制器。
?取代傳統控制的比例放大器／電路，可同時驅動12片電液比例閥，在液壓系統的設計成本上有絕對的優勢。
?必須具有較大電流輸出埠，才能取代傳統電路中的繼電器功能。
?控制器的模擬量輸入埠要具備不同信號的處理功能，不論是電阻信號、電流信號還是電壓信號都有能力進行偵測，並利用軟體編程進行設定。
?在邏輯控制功能方面，要能解決過去使用各種類的繼電器和模組很難解決的邏輯運算及數學運算。
?控制器內部採用數個16位元高性能微處理器及大容量的記憶體空間使其具有極強的數位處理能力，可完成很多以前必須由電腦高階語言來編程的複雜演算法，如直行糾偏多PID控制、發動機油泵複合控制、姿態模糊控制、自動駕駛等等。
?控制器是基於CANBUS匯流排開發的產品，當系統節點較多或信號傳輸距離較遠時可以使用不止一個控制器組網，節省接線、提高可靠性、並且靈活性和可擴展性也需要增強。
■介面、運算、標準、應用 未來嵌入式系統發展趨勢
車用嵌入式系統具有卓越的性能，其優越性逐漸被汽車界所認可。不過，未來車用嵌入式系統，將以「通訊介面、縮短時程、統一標準、應用擴張」等趨勢來發展。
?通訊介面：隨著汽車局域網技術和智能交通技術的發展，車用嵌入式系統平台將會形成以C級或D級網路為基礎的整車分散式控制系統和以無線通信為基礎的遠端高頻網路通信系統。
?縮短時程：汽車嵌入式系統將會應用FPGA／CPLD（線上可編程閘陣列）等技術，發展高彈性、低成本、且確實可行的技術解決方案，相較於目前使用的傳統硬體解決方案，這些可編程邏輯元件可改善產品上市時程的問題。而系統由分散式可編程互連邏輯單元構成，單元之間可以交換資訊，大量運算由硬體直接完成，整個架構能夠更靈活應用在車上，設備的集成度也會高於目前的狀況。
?統一標準：在系統開發上，遵循市場通用汽車電子系統開放平台和統一的標準。為了提高軟硬體通用性，加快開發速度，降低成本，嵌入式系統必須要在最快的時間內，建立統一標準的開發平台；以目前的趨勢來看，歐洲所頒佈的OSEK／VDX標準中MODISTARC規範，將是汽車嵌入式系統開發平台的發展趨勢。
?應用擴張：車用嵌入式系統的應用範圍，在短期之內應該會從高級進口車款擴展至較低階車款及國產車上。
■智能汽車內部系統複雜化 操作介面朝向簡單化
隨著後車用電子時代的來臨，具精巧性的多媒體人機界面「嵌入式系統」，之所以會在近來發展的這麼快速，並讓眾多用戶所接受，其主要因素，是在操作介面上與使用者間的親和力，自然的人機交互介面，如同駕駛者在操縱高度自動化的汽車。
再者，基於網路通信和即時多工並行處理的嵌入式設備在車上的應用將會越來越廣泛，汽車嵌入式系統在硬體上採用32位元或64位高性能處理器，在軟體上嵌入了即時操作系統，具有功能多樣、集成度高、通信網路化、開發快捷及成本低廉的特點，在汽車電子控制和車載網路通信系統方面有著廣泛的應用，是未來汽車電子的最佳解決方案。
由上述的特點可見，在未來智能汽車的嵌入式設備中使用控制器，不僅簡化了系統電路，也減少設計時間和維修成本等問題，甚至是在南北的極寒之地，或是在赤道的亞熱帶雨林中，嵌入式系統平台的軟、硬體都必須具有極高可靠性，才能大幅降低故障率發生。（參考資料：Freescale、Intel、NEC、QNX、Wind River、Integrated System嵌入式系統設備相關產品報告）