浅谈嵌入式系统

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1、浅谈嵌入式系统摘要：如今，由于嵌入式系统的市场巨大、潜力无限，全球的生产商都非常看好这一领域，纷纷投入了大量的人力物力，而围绕嵌入式系统的研究、设计和开发正成为计算机发展最活跃的方向之一。笔者结合自身的工作经历，对关于嵌入式系统进行了概述，希望能为从事嵌入式开发人员提供一些帮助。关键词：嵌入式系统随着电子技术的快速发展，特别是大规模集成电路的产生和发展，使得现代科学研究得到了质的飞跃，而嵌入式微控制器技术的出现则是给现代工业控制领域带来了一次新的技术革命。我们已经进入了X络时代，不仅能够通过PC上X，还可以用各种各样的嵌入式设备上X。后来P

2、C时代出现了许多信息电器，我们周围的嵌入式系统设备有很多，如掌上电脑、可视、传真机、、个人数字助理（PDA）、电视会议、TV机顶盒、数码相机等，嵌入式设备如果要上X就必需加上TCP/IPX络协议，由于8/16位的单片机的速度还不够快，内存也不够大，不容易满足嵌入式设备上X的要求。随着集成电路的发展，32位的RISC处理器更是能得到青睐，领先的是ARM处理器位内核的生产芯片的公司居多。1.嵌入式系统的一般构成一个以单片机为核心的比较复杂产品或实际应用系统，包含模拟量的输入、模拟量的输出，开关量的输入、开关量的输出及数据通信的部分。从嵌入式系统

3、设计角度来看，任何一个系统都是一个输入/输出处理系统。广义地说，所处理的物理量可分为模拟量、开关量与数字量。若能了解一个实际的对象系统有哪些输入的物理量，哪些输出的物理量以及它们之间的内在关系，就可以设计出以单片机为核心的应用系统，并通过编程实现输入/输出之间的关系。单片机工作支撑电路保障单片机能够正常运行，如电源提供、晶振电路、必要的滤波电路等。实际模拟信号一般来自相应的传感器。例如，开发非接触式的IC卡燃气表系统,要测量使用气量，就需要流量传感器。但是，一般传感器将实际的模拟信号转成的电信号都比较弱，单片机无法直接获得该信号，需要将其放

4、大，然后经过A/D转换变为数字信号，进行处理。目前许多单片机内部包含A/D转换模块(例如:FreeScale公司系列单片机)，实际应用时也可根据需要外接A/D转换芯片。常见的模拟量有温度、湿度、压力、重量、气体浓度、液体浓度、流量等。对嵌入式来说，模拟信号通过A/D转换变成相应的数字序列进行处理。实际开关信号一般也来自相应的开关类传感器。如光电开关、电磁开关、干簧管(磁开关)、声控开关、红外开关等等，一些儿童电子玩具中就有一些类似的开关。手动开关也可作为开关信号送到嵌入式中。对单片机来说，开关信号就是只有“0”和“1”两种可能值的数字信号。

5、2.嵌入式系统软件的特征嵌入式处理器的应用软件是实现嵌入式系统功能的关键，对嵌入式处理器系统软件和应用软件的要求也和通用计算机有所不同。2.1软件要求固态化存储为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中,而不是存贮于磁盘等载体中。2.2软件代码高质量、高可靠性尽管半导体技术的发展使处理器速度不断提高、片上存储器容量不断增加，但在大多数应用中,存储空间仍然是宝贵的，还存在实时性的要求。2.3系统软件(OS)的高实时性是基本要求在多任务嵌入式系统中，对重要性各不相同的任务进行统筹兼顾的合理调度是保证每个

6、任务及时执行的关键，单纯通过提高处理器速度是无法完成和没有效率的，这种任务调度只能由优化编写的系统软件来完成，因此系统软件的高实时性是基本要求。2.4嵌入式系统开发需要开发工具和环境通用计算机具有完善的人机接口界面，在上面增加一些开发应用程序和环境即可进行对自身的开发。2.5嵌入式系统软件需要RTOS开发平台通用计算机具有完善的操作系统和应用程序接口(API)，是计算机基本组成不可分离的一部分，应用程序的开发以及完成后的软件都在OS平台上面运行，但一般不是实时的。嵌入式系统则不同，应用程序可以没有操作系统直接在芯片上运行；但是为了合理地调度

7、多任务、利用系统资源、系统函数以及和专家库函数接口，用户必须自行选配RTOS开发平台，这样才能保证程序执行的实时性、可靠性，并减少开发时间，保障软件质量。2.6嵌入式系统开发人员以应用专家为主通用计算机的开发人员一般是计算机科学或计算机工程方面的专业人士，而嵌入式系统则是要和各个不同行业的应用相结合的，要求更多的计算机以外的专业知识，其开发人员往往是各个应用领域的专家。3.嵌入式软件开发的难点与分析随着技术的进步和需求的扩大，嵌入式系统的规模越来越大，嵌入式软件的复杂度和开发难度也随之不断增加。目前，嵌入式软件开发的难点主要有如下几点：(1

8、)嵌入式系统的一个最大特点就是软硬件紧密结合，为此，嵌入式软件(尤其是嵌入式底层软件)的设计和验证要充分考虑硬件因素。(2)嵌入式软件运行在特定的硬件体系和环境中，在进行设计时，