《嵌入式系統(tǒng)論》word版-文庫(kù)吧
2024-12-23 15:24 本頁(yè)面
【正文】 優(yōu)化。 （ 2）反應(yīng)性系統(tǒng)－反應(yīng)性計(jì)算的意思是系統(tǒng) (主要是軟件部分 )根據(jù)傳感器信息對(duì)環(huán)境作出響應(yīng)，并利用激勵(lì)器控制環(huán)境，同時(shí)系統(tǒng)速度能與環(huán)境速度同步。 （ 3）分布式－嵌入式系統(tǒng)的一般特征是多個(gè)通信進(jìn)程在多個(gè)通過(guò)通信鏈路鏈接的CPU 或 ASIC 上運(yùn)行。 （ 4）異類性－不同的嵌入式系統(tǒng)一般具有 不同的結(jié)構(gòu)，以便在處理嚴(yán)格設(shè)計(jì)約束的嵌入式系統(tǒng)時(shí)能夠提供更好的設(shè)計(jì)便利性。 （ 5）苛刻環(huán)境－許多嵌入式系統(tǒng)并不工作在受控的環(huán)境中，因此它們必須能夠經(jīng)受過(guò)熱、振動(dòng)、沖擊、電源波動(dòng)和其它惡劣的物理環(huán)境條件的考驗(yàn)。 （ 6）系統(tǒng)安全性和可靠性－由于嵌入式系統(tǒng)復(fù)雜度和運(yùn)算量的不斷增長(zhǎng)，需要更多地考慮系統(tǒng)安全因素。 （ 7）小型化、重量輕－為了達(dá)到便攜目的，許多嵌入式系統(tǒng)的重量必須設(shè)計(jì)得很輕。 （ 8） 成本敏感性－不同的嵌入式系統(tǒng)對(duì)成本的敏感性有很大的不同。 實(shí)時(shí)系統(tǒng)的特性 實(shí)時(shí)系統(tǒng)要求在外部環(huán)境指 定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)來(lái)自環(huán)境的激勵(lì)信號(hào)作出響應(yīng) (包括物理時(shí)間的過(guò)渡 )。從輸入時(shí)間到輸出時(shí)間的延遲必須足夠小，以滿足可以接受的時(shí)間值。通常實(shí)時(shí)系統(tǒng)需要對(duì)環(huán)境作出連續(xù)及時(shí)的響應(yīng)。 一般有反應(yīng)式和嵌入式兩種類型。反應(yīng)式實(shí)時(shí)系統(tǒng)會(huì)與環(huán)境發(fā)生連續(xù)的互作用，而嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)主要用于控制大型系統(tǒng)中安裝的特殊硬件。 (1) 嵌入式微處理器 (Embedded MicroprocessorUnit , EMPU) 嵌入式微處理器的基礎(chǔ)是通用計(jì)算機(jī)中的 CPU。在應(yīng)用中 ,將微處理器裝配在專門設(shè)計(jì)的電路板 上 ， 這樣可以大幅度減小系統(tǒng)體積和功耗。為了滿足嵌入式應(yīng)用的特殊要求 ,在工作溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面一般都做了各種增強(qiáng)。 (2) 嵌入式微控制器 (Microcontroller Unit , MCU) 嵌入式微控制器又稱單片機(jī)。為適應(yīng)不同的應(yīng)用需求 ,一般一個(gè)系列的單片機(jī)具有多種衍生產(chǎn)品 ,每種衍生產(chǎn)品的處理器內(nèi)核都是一樣的 ,不同的是存儲(chǔ)器和外設(shè)的配置及封裝。這樣可以使單片機(jī)最大限度地和應(yīng)用需求相匹配 ,功能不多不少 ,從而減少功耗和成本。 (3) 嵌入式 DSP 處理器 ( Embedded Digital SignalProcessor , EDSP) 3 DSP 處理器對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì) ,使其適合于執(zhí)行 DSP 算法 ,編譯效率較高 ,指令執(zhí)行速度也較高。在數(shù)字濾波、 FFT、譜分析等方面 DSP 算法正在大量進(jìn)入嵌入式領(lǐng)域 ,DSP 應(yīng)用正從在通用單片機(jī)中以普通指令實(shí)現(xiàn) DSP 功能 ,過(guò)渡到采用嵌入式 DSP 處理器。 (4) 嵌入式片上系統(tǒng) (System On Chip) 在一個(gè)硅片上實(shí)現(xiàn)一個(gè)更為復(fù)雜的系統(tǒng) 。 這就是 System On Chip(SOC) 。用戶只需定義出其整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng) ,仿真通過(guò)后就可以將設(shè) 計(jì)圖交給半導(dǎo)體工廠制作樣品。這樣除個(gè)別無(wú)法集成的器件以外 ,整個(gè)嵌入式系統(tǒng)大部分均可集成到一塊或幾塊芯片中去 ,應(yīng)用系統(tǒng)電路板將變得很簡(jiǎn)潔 ,對(duì)于減小體積和功耗、提高可靠性非常有利。 嵌入式系統(tǒng)分為４層，硬件層、驅(qū)動(dòng)層、操作系統(tǒng)層和應(yīng)用層。 （ 1）硬件層，是整個(gè)嵌入式系統(tǒng)的根本，也是驅(qū)動(dòng)層的基礎(chǔ)。 （ 2）驅(qū)動(dòng)層，驅(qū)動(dòng)程序在系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，不會(huì)獨(dú)占操作系統(tǒng)時(shí)間片，而導(dǎo)至其它任務(wù)不能動(dòng)行。 (3)操作系統(tǒng)層，操作系統(tǒng)是負(fù)責(zé)系統(tǒng)任務(wù)的調(diào)試、磁盤和文件的管理，而嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性十分重要。 (4)應(yīng)用層，便是進(jìn)行編程接口函數(shù)調(diào)用，編譯和開(kāi)發(fā)環(huán)境。 嵌入式兩種開(kāi)發(fā) 硬件，主要使用語(yǔ)言是 C 語(yǔ)言和匯編，例如做 dsp 開(kāi)發(fā)，做驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)，這類的開(kāi)發(fā)對(duì)硬件要求比較高，短期內(nèi)比較難掌握，除非是專業(yè)人士，另外，這類開(kāi)發(fā)的就業(yè)機(jī)會(huì)比較少，因?yàn)閲?guó)內(nèi)的硬件設(shè)計(jì)力量很弱，稍復(fù)雜的硬件都交給國(guó)外公司設(shè)計(jì)，所以大學(xué)生找這樣的工作很難，這也是為什么很多這類的畢業(yè)生都轉(zhuǎn)行去做應(yīng)用層的軟件開(kāi)發(fā)或者做網(wǎng)絡(luò)維護(hù)之類的工作了。 軟件，主要基于嵌入式操作系統(tǒng)，例如 Symbian、 Linux、 Windows mobile、 Android 等等，開(kāi)發(fā)人員主要從事嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)。特點(diǎn)是：比較容易上手學(xué)習(xí)，就業(yè)機(jī)會(huì)多，因?yàn)榍度胧皆O(shè)備的增值很大程度上取決于嵌入式軟件，這占了嵌入式系統(tǒng)的最主要工作。越是智能設(shè)備越是復(fù)雜系統(tǒng)，軟件越起關(guān)鍵作用，而且這是目前的趨勢(shì)，所以需要大量的研發(fā)人員，而且就業(yè)前景也非常的看好。 嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)生命周期 硬件與軟件將同時(shí)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。理解硬件與軟件功能相互之間的關(guān)系及界限有助于確保設(shè)計(jì)要求得到完整正確的理解和實(shí)現(xiàn)。 早在設(shè)計(jì)要求的定義與分析階段，就必須分配系統(tǒng)仿真、原 型設(shè)計(jì)和行為建模結(jié)果、一旦分配結(jié)束，就可以立即著手具體的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。實(shí)時(shí)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中軟硬件的并行設(shè)計(jì)會(huì)使用到各種分析技術(shù)，包括： 1. 硬件與軟件仿真； 2. 硬件 /軟件協(xié)同仿真； 3. 可調(diào)度的建模技術(shù)，如速率恒定分析； 4. 原型設(shè)計(jì)和漸進(jìn)式開(kāi)發(fā)。 低層仿真可以用來(lái)為總線寬度和數(shù)據(jù)流程建模，這對(duì)性能評(píng)估是非常有用的。高層仿真可以滿足功能的交互，并促成硬件 /軟件權(quán)衡研究及有效性設(shè)計(jì)。 嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的優(yōu)點(diǎn) (1)目前國(guó)內(nèi)外這方面的人都很稀缺。一方面，是因?yàn)檫@一
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