为了提高嵌入式系统内存动态分配效率，在分析经典内存分配算法和马尔可夫链预测原理的基础上，提出了一种嵌入式系统内存预测分配算法。该算法融合聚类分析法，利用内存分配的转移量统计信息及其概率矩阵对嵌入式系统内存动态分配进行预测。在实现中采用轻量级预测线程预测下一次申请的内存块大小，减少内存动态分配时等待内存创建的时间。通过增加预测线程的μＣ／ＯＳ－Ⅱ系统和未增加预测线程的μＣ／ＯＳ－Ⅱ系统进行对比实验，实验结果表明了该算法的可行性和高效性。