嵌入式系統(tǒng)與集成開(kāi)發(fā)技術(shù)概述-wenkub
2023-05-23 07:25:08 本頁(yè)面
【正文】 式產(chǎn)品造就了嶄新而巨大的商機(jī) 。上述的幾個(gè)方面是互相影響的。 嵌入式系統(tǒng)的硬件相當(dāng)于嵌入式系統(tǒng)的軀干 ， 而軟件相當(dāng)于嵌入式系統(tǒng)的靈魂 。 “ 嵌入性 ” 、 “ 專用性 ” 與 “ 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) ”是嵌入式系統(tǒng)的三個(gè)基本要素 。 發(fā)展軟件是我國(guó)的國(guó)策 ， 軟件產(chǎn)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的先導(dǎo)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè) ， 關(guān)系國(guó)家政治 、 經(jīng)濟(jì)和社會(huì)安全 ?，F(xiàn)在，可以使得嵌入式系統(tǒng)具備網(wǎng)絡(luò)功能并將它們與 Inter或企業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)。嵌入式系統(tǒng)的新趨勢(shì)。隨著工業(yè)自動(dòng)化的來(lái)臨，大約從 20世紀(jì) 60年代開(kāi)始，嵌入式系統(tǒng)出現(xiàn)在所有的制造行業(yè)中，包括化工廠、汽車(chē)制造廠、核能廠、能源生產(chǎn)廠等等。嵌入式系統(tǒng)與集成開(kāi)發(fā)技術(shù)概述 學(xué)員姓名 : 黃守松 指導(dǎo)老師： 楊華 專 業(yè)： 計(jì)算機(jī)信息管理 重慶通信學(xué)院本科畢業(yè)論文答辯 重 慶 通 信 學(xué) 院 二○○五年六月 第一章 引言 第二章 嵌入式平臺(tái)的硬件 第三章 嵌入式系統(tǒng)的軟件 第四章 嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展道路 第五章 結(jié)論 一 . 引言 嵌入式系統(tǒng)的概述 嵌入式系統(tǒng)的現(xiàn)狀 一 .引言 本文討論敘述嵌入式平臺(tái)與軟件開(kāi)發(fā)的作用與發(fā)展前景。每個(gè)工業(yè)部門(mén) — 電信、銀行、衛(wèi)生保健、航空電子、汽車(chē)、食品加工、半導(dǎo)體電子、國(guó)防等等，為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化而廣泛使用了嵌入式系統(tǒng)。由于近年來(lái)微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，因而處理器速度增長(zhǎng)非常快，而存儲(chǔ)器成本迅速下降。由于嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用中，對(duì)象系統(tǒng)的廣泛性與單片機(jī)的獨(dú)主發(fā)展道路，使嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用在客觀上存在兩種模式，從學(xué)科建設(shè)上，可統(tǒng)一成嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的高低端。 軟件產(chǎn)業(yè)也是整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)的核心和靈魂 。 對(duì)象系統(tǒng)則是指嵌入式系統(tǒng)所嵌入的宿主系統(tǒng) 。 好的嵌入式系統(tǒng)需要事先有一個(gè)好的硬件規(guī)劃 ， 而恰當(dāng)?shù)倪x擇嵌入式操作系統(tǒng)并編寫(xiě)高效的應(yīng)用程序 ，是有效地發(fā)揮嵌入式系統(tǒng)硬件功能的保障 。當(dāng)然，一個(gè)嵌入式系統(tǒng)到底應(yīng)該著重考慮哪方面的因素，要具體看該嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合和范圍，可能著重考慮成本，也可能成本和性能兼顧，也可能可靠性是最大的關(guān)注點(diǎn)。 除了溝通信息高速公路的交換機(jī) 、 路由器和 Modem， 構(gòu)建 CIMS所需的 DCS和機(jī)器人以及規(guī)模較大的家用汽車(chē)電子系統(tǒng) 。信息產(chǎn)業(yè)部最近公布了 2021年我國(guó)軟件產(chǎn)值百?gòu)?qiáng)企業(yè)。 （ 2）我國(guó)軟件產(chǎn)品的門(mén)類比較齊全，其中，電信、金融、證券、電力等行業(yè)的軟件在國(guó)內(nèi)占有明顯優(yōu)勢(shì)，企業(yè)管理、電子政務(wù)和電子商務(wù)等軟件也有比較好的基礎(chǔ)，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)改造方面的軟件數(shù)量也不少。 就處理器的集成而言 ， 可以分為一般性微處理器 （ 即只包含 CPU） 和微控制器 （ 即在單個(gè)芯片內(nèi)集成了 CPU、 內(nèi)存和輸入 /輸出 ， 也叫作單片機(jī)控制器 ） 。 數(shù)字信號(hào)處理器的基本運(yùn)算是加法和乘法。 軟件設(shè)計(jì)：根據(jù)選擇的硬件設(shè)備 （ 嵌入式系統(tǒng)微處理器等 ） 選擇軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境（ 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)和嵌入式系統(tǒng)目標(biāo)平臺(tái)是兩個(gè)概念 ， 簡(jiǎn)單地說(shuō) ， 嵌入式系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)及其執(zhí)行不在一個(gè)平臺(tái)上 ） 和開(kāi)發(fā)工具 （ 包括編程語(yǔ)言 、 交叉編譯器 、 連接器 、 定位器 、廠商提供的開(kāi)發(fā)庫(kù)以及專用開(kāi)發(fā)工具等 ） 、 編寫(xiě)代碼并生成最終的絕對(duì)定位二進(jìn)制映象文件 、 下載程序到嵌入式系統(tǒng)的 ROM中 、 整合調(diào)試 （ 包括除錯(cuò) ） 。 式復(fù)位代碼 、 硬件初始化代碼 、 啟動(dòng)代碼和嵌入式主程序之間的關(guān)系 。 其他的硬件可以在以后由設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序來(lái)初始化 。 三是啟動(dòng)嵌入式操作系統(tǒng) ， 初始化必要的外設(shè) 、 開(kāi)啟內(nèi)存管理 、 初始化中斷控制器 、 配置中斷向量表及異常處理 、 打開(kāi)計(jì)數(shù)器功能等 ， 當(dāng)完成外設(shè)的初始化工作后 ， 就開(kāi)始執(zhí)行第一個(gè)程序 ， 并啟動(dòng)線程管理 。 這主要包括：支持日趨增長(zhǎng)的功能密度 、 靈活的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接 、 輕便的移動(dòng)應(yīng)用和多媒體的信息處理 ， 此外 ， 當(dāng)然還需對(duì)付更加激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng) 。 目前，國(guó)外商品化的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，已進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)的，如 WindRiver,、 Microsoft、 QNX和 Nuclear等產(chǎn)品。 針對(duì)外部聯(lián)網(wǎng)要求 ， 嵌入設(shè)備必需配有通信接口 ,相應(yīng)需要TCP／ IP協(xié)議簇軟件支持；由于家用電器相互關(guān)聯(lián) (如防盜報(bào)警 ， 燈光能源控制 ， 影視設(shè)備和信息終端交換信息 )及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)儀器的協(xié)調(diào)工作等要求 ， 新一代嵌入式設(shè)備還需具備IEEE139 USB、 CAN、 Bluetooth或 IrDA通信接口 ， 同時(shí)也需要提供相應(yīng)的通信組網(wǎng)協(xié)議軟件和物理層驅(qū)動(dòng)軟件 。 如 ， 選用最佳的編程模型和不斷改進(jìn)算法 ， 采用 Java編程模式 ， 優(yōu)化編譯器性能 。 手寫(xiě)文字輸入 、語(yǔ)音撥號(hào)上網(wǎng) ， 收發(fā)電子郵件以及彩色圖形 、 圖像已取得初步成效 。這些技術(shù)包括：行業(yè)性編程編口 API規(guī)范 ， 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 、 IP構(gòu)件庫(kù)和嵌入式 JAVA等 。 OSEK規(guī)定了汽車(chē)控制器的通信規(guī)程 、網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)則以及高效利用存貯器的嵌入式操作系統(tǒng) 。 此外 ， 值得指出 ， 國(guó)際上自由軟件運(yùn)動(dòng)的順利發(fā)展 ， GPL概念正對(duì)嵌入式軟件產(chǎn)業(yè)深遠(yuǎn)影響 。 EPOC就是一例 。目前一些嵌入式軟件供應(yīng)商紛紛把成熟的 RTOS內(nèi)核和功能擴(kuò)展件，以軟件 IP核構(gòu)件形式出售，如 Microtec的VRTXoc for ARM就是典型例子。 SUN公司 JAVA虛擬機(jī) (JVM)技術(shù)的有序開(kāi)放 ， 使得 JAVA軟件真正實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)運(yùn)行 ， 即 JAVA應(yīng)用小程序能夠在帶有 JVM的任何硬軟件系統(tǒng)上執(zhí)行 。 二十一世紀(jì)之初 ，微軟王國(guó)已從登峰造極走向地位下滑的后 PC時(shí)代 。 第四章 嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展道路 4． 1單片機(jī)開(kāi)創(chuàng)了嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展道路 4． 2單片機(jī)的技術(shù)發(fā)展史 4． 1單片機(jī)開(kāi)創(chuàng)了嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展道路 嵌入式系統(tǒng)雖然起源于微型計(jì)算機(jī)時(shí)代，然而，微型計(jì)算機(jī)的體積、價(jià)位、可靠性都無(wú)法滿足廣大對(duì)象系統(tǒng)的嵌入式應(yīng)用要求，因此，嵌入式系統(tǒng)必須走獨(dú)立發(fā)展道路。 “ Σ模式 ” 本質(zhì)上是通用計(jì)算機(jī)直接芯片化的模式 ， 它將通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的基本單元進(jìn)行裁剪后 ， 集成在一個(gè)芯
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