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随着嵌入式技术的发展，特别是在后PC时代，嵌入式软件系统得到了极大的丰富和发展，形成了一个完整的软件体系，如下图所示。这个体系自底向上由3部分组成，分别是嵌入式操作系统、支撑软件和应用软件。
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嵌入式操作系统（Embedded Operating System，EOS）由操作系统内核、应用程序接口、设备驱动程序接口等几部分组成。嵌入式操作一般采用微内核结构。操作系统只负责进程的调度、进程间的通信、内存分配及异常与中断管理最基本的任务，其他大部分的功能则由支撑软件完成。
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嵌入式系统中的支撑软件由窗口系统、网络系统、数据库管理系统及Java虚拟机等几部分组成。对于嵌入式系统来讲，软件的开发环境大部分在通用台式计算机和工作站上运行，但从逻辑上讲，它仍然被认为是嵌入式系统支撑软件的一部分。支撑软件一般用于一些浅度嵌入的系统中，如智能手机、个人数字助理等。
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嵌入式系统中的应用软件是系统整体功能的集中体现。系统的能力总是通过应用软件表现出来的。
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总体设计也被称为概要设计，是系统开发过程中关键的一步。系统的质量及一些整体特性基本上是由这一步的成果所决定的。总体设计的主要任务是完成对系统总体结构和基本框架的设计。系统总体结构设计包括两方面的内容，系统总体布局设计和系统模块化结构设计。
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系统总体布局方案包括系统网络拓扑结构设计和系统资源配置设计方案。
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