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嵌入式系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析與開發(fā)應(yīng)用

時(shí)間:2023-05-01 08:44:53 計(jì)算機(jī)論文 我要投稿
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嵌入式系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析與開發(fā)應(yīng)用

摘要:基于嵌入式系統(tǒng)的概念,闡述嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)、嵌入式開發(fā)以及廣泛的應(yīng)用。首先,分析嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn),分別從嵌入式處理器和嵌入式操作系統(tǒng)兩方面介紹,著重說明它不同于其它操作系統(tǒng)的一些處理方法和過程;在此基礎(chǔ)上闡述嵌入式軟件的開發(fā)過程,并結(jié)合作者嵌入式軟件開發(fā)的實(shí)踐,著重闡述嵌入式軟件的一些開發(fā)技巧。接著,介紹目前嵌入式系統(tǒng)一些流行的應(yīng)用,以及南京東大移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)有限公司自行研制的基于藍(lán)牙技術(shù)的嵌入式產(chǎn)品。最后,給出作者的體會(huì),展望嵌入式系統(tǒng)的前景。

    關(guān)鍵詞:嵌入式系統(tǒng) 嵌入式處理器 微內(nèi)核 內(nèi)存管理單元 藍(lán)牙系統(tǒng)

引 言

  在當(dāng)前數(shù)字信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的后PC(Post-PC)時(shí)代,嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地滲透到科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)、軍事技術(shù)、各類產(chǎn)業(yè)和商業(yè)文化藝術(shù)以及人們的日常生活等方方面面中。隨著國(guó)內(nèi)外各種嵌入式產(chǎn)品的進(jìn)一步開發(fā)和推廣,嵌入式技術(shù)越來越和人們的生活緊密結(jié)合。

  1970年左右出現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的概念,此時(shí)的嵌入式系統(tǒng)很多都不采用操作系統(tǒng),它們只是為了實(shí)現(xiàn)某個(gè)控制功能,使用一個(gè)簡(jiǎn)單的循環(huán)控制對(duì)外界的控制請(qǐng)求進(jìn)行處理。當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)越來越復(fù)雜、利用的范圍越來越廣泛的時(shí)候,每添加一項(xiàng)新的功能,都可能需要從頭開始設(shè)計(jì)。沒有操作系統(tǒng)已成為一個(gè)最大的缺點(diǎn)了。

  C語(yǔ)言的出現(xiàn)使操作系統(tǒng)開發(fā)變得簡(jiǎn)單。從上世紀(jì)80年代開始,出現(xiàn)了各種各樣的商用嵌入式操作系統(tǒng)百家爭(zhēng)鳴的局面,比較著名的有VxWorks、pSOS和Windows CE等等,這些操作系統(tǒng)大部分是為專有系統(tǒng)而開發(fā)的。另外,源代碼開放的嵌入式Linux,由于其強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能和低成本,近來也得到了越來越多的應(yīng)用。

1 嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

  嵌入式系統(tǒng)通常包括構(gòu)成軟件的基本運(yùn)行環(huán)境的硬件和操作系統(tǒng)兩部分。嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境和應(yīng)用場(chǎng)合決定了嵌入式系統(tǒng)具有區(qū)別于其它操作系統(tǒng)的一些特點(diǎn)。

(1)嵌入式處理器

  嵌入式處理器可以分為三類:嵌入式微處理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP(Digital Signal Processor)。嵌入式微處理器就是和通用計(jì)算機(jī)的微處理器對(duì)應(yīng)的CPU。在應(yīng)用中,一般是將微處理器裝配在專門設(shè)計(jì)的電路板上,在母板上只保留和嵌入式相關(guān)的功能即可,這樣可以滿足嵌入式系統(tǒng)體積小和功耗低的要求。目前的嵌入式處理器主要包括:PowerPC、Motorola 68000、ARM系列等等。

  嵌入式微控制器又稱為單片機(jī),它將CPU、存儲(chǔ)器(少量的RAM、ROM或兩者都有)和其它外設(shè)封裝在同一片集成電路里。常見的有8051。

  嵌入式DSP專門用來對(duì)離散時(shí)間信號(hào)進(jìn)行極快的處理計(jì)算,提高編譯效率和執(zhí)行速度。在數(shù)字濾波、FFT、譜分析、圖像處理的分析等領(lǐng)域,DSP正在大量進(jìn)入嵌入式市場(chǎng)。

(2)微內(nèi)核結(jié)構(gòu)

  大多數(shù)操作系統(tǒng)至少被劃分為內(nèi)核層和應(yīng)用層兩個(gè)層次。內(nèi)核只提供基本的功能,如建立和管理進(jìn)程、提供文件系統(tǒng)、管理設(shè)備等,這些功能以系統(tǒng)調(diào)用方式提供給用戶。一些桌面操作系統(tǒng),如Windows、Linux等,將許多功能引入內(nèi)核,操作系統(tǒng)的內(nèi)核變得越

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