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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

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作者: 時間:2006-06-05 來源:《單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》 收藏
摘要:基于的概念,闡述的關(guān)鍵技術(shù)、嵌入式開發(fā)以及廣泛的應(yīng)用。首先,分析的技術(shù)特點,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,以及南京東大移動互聯(lián)技術(shù)有限公司自行研制的基于藍牙技術(shù)的嵌入式產(chǎn)品。最后,給出作者的體會,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、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。隨著國內(nèi)外各種嵌入式產(chǎn)品的進一步開發(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),它們只是為了實現(xiàn)某個控制功能,使用一個簡單的循環(huán)控制對外界的控制請求進行處理。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候,每添加一項新的功能,都可能需要從頭開始設(shè)計。沒有操作系統(tǒng)已成為一個最大的缺點了。 

  C語言的出現(xiàn)使操作系統(tǒng)開發(fā)變得簡單。從上世紀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

  嵌入式系統(tǒng)通常包括構(gòu)成軟件的基本運行環(huán)境的硬件和操作系統(tǒng)兩部分。嵌入式系統(tǒng)的運行環(huán)境和應(yīng)用場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。

(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算機的微處理器對應(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,它將CPU、存儲器(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專門用來對離散時間信號進行極快的處理計算,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正在大量進入嵌入式市場。

(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)用層兩個層次。內(nèi)核只提供基本的功能,如建立和管理進程、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)核變得越來越大。內(nèi)核變大使得占用的資源增多,剪裁起來很麻煩。

  大多數(shù)嵌入式操作系統(tǒng)采用了微內(nèi)核結(jié)構(gòu),內(nèi)核只提供基本的功能,比如:任務(wù)的調(diào)度、任務(wù)之間的通信與同步、內(nèi)存管理、時鐘管理等。其它的應(yīng)用組件,比如網(wǎng)絡(luò)功能、文件系統(tǒng)、GUI系統(tǒng)等均工作在用戶態(tài),以系統(tǒng)進程或函數(shù)調(diào)用的方式工作。因而系統(tǒng)都是可裁減的,用戶可以根據(jù)自己的需要選用相應(yīng)的組件。

(3)任務(wù)調(diào)度

  在嵌入式系統(tǒng)中,任務(wù)即線程。大多數(shù)的嵌入式操作系統(tǒng)支持多任務(wù)。多任務(wù)運行的實現(xiàn)實際是靠CPU在多個任務(wù)之間切換、調(diào)度。每個任務(wù)都有其優(yōu)先級,不同的任務(wù)優(yōu)先級可能相同也可能不同。任務(wù)的調(diào)度有三種方式:可搶占式調(diào)度、不可搶占式調(diào)度和時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度。不可搶占式調(diào)度是指,一個任務(wù)一旦獲得CPU就獨占CPU運行,除非由于某種原因,它決定放棄CPU的使用權(quán);可搶占式調(diào)度是基于任務(wù)優(yōu)先級的,當(dāng)前正在運行的任務(wù)可以隨時讓位給優(yōu)先級更高的處于就緒態(tài)的其它任務(wù);當(dāng)兩個或兩個以上任務(wù)有同樣的優(yōu)先級,不同任務(wù)輪轉(zhuǎn)地使用CPU,直到系統(tǒng)分配的CPU時間片用完,這就是時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度。

  目前,大多數(shù)嵌入式操作系統(tǒng)對不同優(yōu)先級的任務(wù)采用基于優(yōu)先級的搶占式調(diào)度法,對相同優(yōu)先級的任務(wù)則采用時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度法。

(4)硬實時和軟實時 

  有些嵌入式系統(tǒng)對時間的要求較高,稱之為實時系統(tǒng)。有兩種類型的實時系統(tǒng):硬實時系統(tǒng)和軟實時系統(tǒng)。軟實時系統(tǒng)并不要求限定某一任務(wù)必須在一定的時間內(nèi)完成,只要求各任務(wù)運行得越快越好;硬實時系統(tǒng)對系統(tǒng)響應(yīng)時間有嚴格要求,一旦系統(tǒng)響應(yīng)時間不能滿足,就可能會引起系統(tǒng)崩潰或致命的錯誤,一般在工業(yè)控制中應(yīng)用較多。

(5)內(nèi)存管理

  針對有內(nèi)存管理單元(MMU)的處理器設(shè)計的一些桌面操作系統(tǒng),如Windows、Linux,使用了虛擬存儲器的概念。虛擬內(nèi)存地址被送到MMU。在這里,虛擬地址被映射為物理地址,實際存儲器被分割為相同大小的頁面,采用分頁的方式載入進程。一個程序在運行之前,沒有必要全部裝入內(nèi)存,而是僅將那些當(dāng)前要運行的部分頁面裝入內(nèi)存運行。   大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)針對沒有MMU的處理器設(shè)計,不能使用處理器的虛擬內(nèi)存管理技術(shù),采用的是實存儲器管理策略。因而對于內(nèi)存的訪問是直接的,它對地址的訪問不需要經(jīng)過MMU,而是直接送到地址線上輸出,所有程序中訪問的地址都是實際的物理地址;而且,大多數(shù)嵌入式操作系統(tǒng)對內(nèi)存空間沒有保護,各個進程實際上共享一個運行空間。一個進程在執(zhí)行前,系統(tǒng)必須為它分配足夠的連續(xù)地址空間,然后全部載入主存儲器的連續(xù)空間。

  由此可見,嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)人員不得不參與系統(tǒng)的內(nèi)存管理。從編譯內(nèi)核開始,開發(fā)人員必須告訴系統(tǒng)這塊開發(fā)板到底擁有多少內(nèi)存;在開發(fā)應(yīng)用程序時,必須考慮內(nèi)存的分配情況并關(guān)注應(yīng)用程序需要運行空間的大小。另外,由于采用實存儲器管理策略,用戶程序同內(nèi)核以及其它用戶程序在一個地址空間,程序開發(fā)時要保證不侵犯其它程序的地址空間,以使得程序不至于破壞系統(tǒng)的正常工作,或?qū)е缕渌绦虻倪\行異常;因而,嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)人員對軟件中的一些內(nèi)存操作要格外小心。

(6)內(nèi)核加載方式

  嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核可以在Flash上直接運行,也可以加載到內(nèi)存中運行。Flash的運行方式,是把內(nèi)核的可執(zhí)行映像燒寫到Flash上,系統(tǒng)啟動時從Flash的某個地址開始執(zhí)行。這種方法實際上是很多嵌入式系統(tǒng)所采用的方法。內(nèi)核加載方式是把內(nèi)核的壓縮文件存放在Flash上,系統(tǒng)啟動時讀取壓縮文件在內(nèi)存里解壓,然后開始執(zhí)行。這種方式相對復(fù)雜一些,但是運行速度可能更快,因為RAM的存取速率要比Flash高。

  由于嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)存管理機制,嵌入式操作系統(tǒng)對用戶程序采用靜態(tài)鏈接的形式。在嵌入式系統(tǒng)中,應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)內(nèi)核代碼編譯、鏈接生成一個二進制影像文件來運行。

2 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)相關(guān)技術(shù)

  相對于在Windows環(huán)境下的開發(fā)應(yīng)用程序,嵌入式系統(tǒng)開發(fā)有著很多的不同。不同的硬件平臺和操作系統(tǒng)帶來了許多附加的開發(fā)復(fù)雜性。 2.1 嵌入式開發(fā)過程

  在嵌入式開發(fā)過程中有宿主機和目標機的角色之分:宿主機是執(zhí)行編譯、鏈接、定址過程的計算機;目標機指運行嵌入式軟件的硬件平臺。首先須把應(yīng)用程序轉(zhuǎn)換成可以在目標機上運行的二進制代碼。這一過程包含三個步驟:編譯、鏈接、定址。編譯過程由交叉編譯器實現(xiàn)。所謂交叉編譯器就是運行在一個計算機平臺上并為另一個平臺產(chǎn)生代碼的編譯器。常用的交叉編譯器有GNU C/C++(gcc)。編譯過程產(chǎn)生的所有目標文件被鏈接成一個目標文件,稱為鏈接過程。定址過程會把物理存儲器地址指定給目標文件的每個相對偏移處。該過程生成的文件就是可以在嵌入式平臺上執(zhí)行的二進制文件。   嵌入式開發(fā)過程中另一個重要的步驟是調(diào)試目標機上的應(yīng)用程序。嵌入式調(diào)試采用交叉調(diào)試器,一般采用宿主機-目標機的調(diào)試方式,它們之間由串行口線或以太網(wǎng)或BDM線相連。交叉調(diào)試有任務(wù)級、源碼級和匯編級的調(diào)試,調(diào)試時需將宿主機上的應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)內(nèi)核下載到目標機的RAM中或直接燒錄到目標機的ROM中。目標監(jiān)控器是調(diào)試器對目標機上運行的應(yīng)用程序進行控制的代理(Debugger Agent),事先被固化在目標機的Flash、ROM中,在目標機上電后自動啟動,并等待宿主機方調(diào)試器發(fā)來的命令,配合調(diào)試器完成應(yīng)用程序的下載、運行和基本的調(diào)試功能,將調(diào)試信息返回給宿主機。 2.2 向嵌入式平臺移植軟件 

  大部分嵌入式開發(fā)人員選用的軟件開發(fā)模式是先在PC機上編寫軟件,再進行軟件的移植工作。在PC機上編寫軟件時,要注意軟件的可移植性,選用具有較高移植性的編程語言(如C語言),盡量少調(diào)用操作系統(tǒng)函數(shù),注意屏蔽不同硬件平臺帶來的字節(jié)順序、字節(jié)對齊等問題。以下是我們在移植協(xié)議棧過程中的一些體會。

2.2.1 字節(jié)順序

  字節(jié)順序是指占內(nèi)存多于一個字節(jié)類型的數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存放順序,通常有小端、大端兩種字節(jié)順序。小端字節(jié)序指低字節(jié)數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存低地址處,高字節(jié)數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存高地址處;大端字節(jié)序是高字節(jié)數(shù)據(jù)存放在低地址處,低字節(jié)數(shù)據(jù)存放在高地址處?;赬86平臺的PC機是小端字節(jié)序的,而有的嵌入式平臺則是大端字節(jié)序的。因而對int、uint16、uint32等多于1字節(jié)類型的數(shù)據(jù),在這些嵌入式平臺上應(yīng)該變換其存儲順序。通常我們認為,在空中傳輸?shù)淖止?jié)的順序即網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序為標準順序,考慮到與協(xié)議的一致以及與同類其它平臺產(chǎn)品的互通,在程序中發(fā)數(shù)據(jù)包時,將主機字節(jié)序轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序,收數(shù)據(jù)包處將網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序轉(zhuǎn)換為主機字節(jié)序。

2.2.2 字節(jié)對齊

  有的嵌入式處理器的尋址方式?jīng)Q定了在內(nèi)存中占2字節(jié)的int16、uint16等類型數(shù)據(jù)只能存放在偶數(shù)內(nèi)存地址處,占4字節(jié)的int32 、uint32 等類型數(shù)據(jù)只能存放在4的整數(shù)倍的內(nèi)存地址處;占8字節(jié)的類型數(shù)據(jù)只能存放在8的整數(shù)倍的內(nèi)存地址處;而在內(nèi)存中只占1字節(jié)的類型數(shù)據(jù)可以存放在任意地址處。由于這些限制,在這些平臺上編程時有很大的不同。首先,結(jié)構(gòu)體成員之間會有空洞,比如這樣一個結(jié)構(gòu):

typedef struct test{
char a;
uint16 b;
}TEST

  結(jié)構(gòu)TEST在單字節(jié)對齊的平臺上占內(nèi)存三個字節(jié),而在以上所述的嵌入式平臺上有可能占三個或四個字節(jié),視成員a的存儲地址而定。當(dāng)a存儲地址為偶數(shù)時,該結(jié)構(gòu)占四個字節(jié),在a與b之間存在一個字節(jié)的空洞。對于通信雙方都是對結(jié)構(gòu)成員操作的,這種情況不會出錯,但如果有一方是逐字節(jié)讀取內(nèi)容的(通信協(xié)議大都如此),就會錯誤地讀到其它字節(jié)的內(nèi)容。其次,若對內(nèi)存中數(shù)據(jù)以強制類型轉(zhuǎn)換的方式讀取,字節(jié)對齊的不同會引起數(shù)據(jù)讀取的錯誤。因為假如指針指在基數(shù)內(nèi)存地址處,我們想取得占內(nèi)存兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)存放在uint16型的變量中,強制類型轉(zhuǎn)換的結(jié)果是取得了該指針所指地址與前一地址處的數(shù)據(jù),并沒有按照我們的愿望取該指針所指地址與后一地址處的數(shù)據(jù),這樣就導(dǎo)致了數(shù)據(jù)讀取的錯誤。   解決字節(jié)對齊有許多方法,比如可以在GCC的項目管理文件MakeFile中增加編譯選項--pack-struct;但這種方法只能去除結(jié)構(gòu)中的空洞,并不能解決強制類型轉(zhuǎn)換引起的錯誤。為了增強軟件的可移植性以及和同類其它平臺產(chǎn)品的互通性,我們在收數(shù)據(jù)包處增加了拆包的函數(shù),發(fā)數(shù)據(jù)包處增加了組包的函數(shù)。這兩個函數(shù)解決了字節(jié)序的問題,也解決了字節(jié)對齊的問題。即組包時根據(jù)參數(shù)中的格式字符串將內(nèi)存中的不同數(shù)據(jù)類型的某段數(shù)據(jù)放在指定地址處,組成包發(fā)給下層;拆包時,根據(jù)參數(shù)中的格式字符串將收到的內(nèi)存中的數(shù)據(jù)存放在不同類型的變量或結(jié)構(gòu)成員中。在函數(shù)中針對不同的數(shù)據(jù)類型作不同的處理。 2.2.3 位 段

  由于位段的空間分配方向因硬件平臺的不同而不同,對X86平臺,位段是從右向左分配的;而一些嵌入式平臺,位段是從左向右分配的。分配順序的不同導(dǎo)致了數(shù)據(jù)存取的錯誤。解決這一問題的一種方法是采用條件編譯的方式,針對不同的平臺定義順序不同的位段;也可以在前面所述的兩個函數(shù)中加上對位段的處理。

2.2.4 代碼優(yōu)化

  嵌入式系統(tǒng)對應(yīng)用軟件的質(zhì)量要求更高,因而在嵌入式開發(fā)中尤其須注意對代碼進行優(yōu)化,盡可能地提高代碼的效率,減少代碼的大小。雖然現(xiàn)代C和C++編譯器都提供了一定程度的代碼優(yōu)化,但大部分由編譯器執(zhí)行的優(yōu)化技術(shù)僅涉及執(zhí)行速度和代碼大小的平衡,不可能使程序既快又小,因而必須在編寫嵌入式軟件時采取必要的措施。 

(1)提高代碼的效率

 ?、賡witch-case 語句。在程序中經(jīng)常會使用switch-case語句,每一個由機器語言實現(xiàn)的測試和跳轉(zhuǎn)僅僅是為了決定下一步要做什么,就浪費了處理器時間。為了提高速度,可以把具體的情況按照它們發(fā)生的相對頻率排序。即把最可能發(fā)生的情況放在第一,最不可能發(fā)生的情況放在最后,這樣會減少平均的代碼執(zhí)行時間。

 ?、?nbsp;全局變量。使用全局變量比向函數(shù)傳遞參數(shù)更加有效率,這樣做去除了函數(shù)調(diào)用前參數(shù)入棧和函數(shù)完成后參數(shù)出棧的需要。當(dāng)然,使用全局變量會對程序有一些負作用。

(2)減小代碼的大小 

  嵌入式系統(tǒng)編程應(yīng)避免使用標準庫例程,因為很多大的庫例程設(shè)法處理所有可能的情況,所以占用了龐大的內(nèi)存空間,因而應(yīng)盡可能地減少使用標準庫例程。

(3)避免內(nèi)存泄漏

  用戶內(nèi)存空間(堆)為RAM中全局數(shù)據(jù)和任務(wù)堆??臻g都分配后的剩余空間,為了使程序能有足夠的內(nèi)存運行,必須在申請的內(nèi)存不用后及時地將其釋放,以確保再次申請時能有空間。如果程序中存在內(nèi)存泄漏(即申請內(nèi)存后沒有及時釋放)的情況,程序最終會因為沒有足夠的內(nèi)存空間而無法運行。 3 嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用

  嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用前景是非常廣泛的,人們將會無時無處不接觸到嵌入式產(chǎn)品,從家里的洗衣機、電冰箱,到作為交通工具的自行車、小汽車,到辦公室里的遠程會議系統(tǒng)等等。特別是以藍牙為代表的小范圍無線接入?yún)f(xié)議的出現(xiàn),使嵌入式無線電的概念悄然興起。當(dāng)嵌入式的無線電芯片的價格可被接受時,它的應(yīng)用可能會無所不在。在家中、辦公室、公共場所,人們可能會使用數(shù)十片甚至更多這樣的嵌入式無線電芯片,將一些電子信息設(shè)備甚至電氣設(shè)備構(gòu)成無線網(wǎng)絡(luò);在車上、旅途中,人們利用這樣的嵌入式無線電芯片可以實現(xiàn)遠程辦公、遠程遙控,真正實現(xiàn)把網(wǎng)絡(luò)隨身攜帶。下面介紹幾種具體的應(yīng)用。 

(1)嵌入式移動數(shù)據(jù)庫

  所謂的移動數(shù)據(jù)庫是支持移動計算的數(shù)據(jù)庫,有兩層含義:① 用戶在移動的過程中可以聯(lián)機訪問數(shù)據(jù)庫資源。② 用戶可以帶著數(shù)據(jù)庫移動。典型的應(yīng)用場合有在開著的救護車上查詢最近的醫(yī)院。該系統(tǒng)由前臺移動終端、后臺同步服務(wù)器組成,移動終端上有嵌入式實時操作系統(tǒng)和嵌入式數(shù)據(jù)庫。中國人民大學(xué)正在開發(fā)該系統(tǒng),他們和Hopen公司合作,開發(fā)了前臺移動終端"小精靈"。

(2)嵌入式系統(tǒng)在智能家居網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

  智能家居網(wǎng)絡(luò)(E-Home)指在一個家居中建立一個通信網(wǎng)絡(luò),為家庭信息提供必要的通路;在家庭網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的控制下,通過相應(yīng)的硬件和執(zhí)行機構(gòu),實現(xiàn)對所有家庭網(wǎng)絡(luò)上家電和設(shè)備的控制和監(jiān)測。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的組成必然有家庭網(wǎng)關(guān)。家庭網(wǎng)關(guān)主要實現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)的信號綜合并與外界接口,以便作遠程控制和信息交換。不論是網(wǎng)關(guān)還是各家電上的控制模塊,都需有嵌入式操作系統(tǒng)。這些操作系統(tǒng)必須具有內(nèi)嵌式、實時性好、多用戶的特點。南京東大移動互聯(lián)技術(shù)有限公司研制的智能多媒體家庭網(wǎng)關(guān),就是以嵌入式Linux作為該嵌入式設(shè)備的操作系統(tǒng),設(shè)備之間的相互通信遵從藍牙通信協(xié)議,可以支持多個設(shè)備同時接入到固定電話網(wǎng)、國際互聯(lián)網(wǎng)等其它外部網(wǎng)絡(luò)。

(3)嵌入式語音芯片

  嵌入式語音芯片基于嵌入式操作系統(tǒng),采用語音識別和語音合成、語音學(xué)層次結(jié)構(gòu)體系和文本處理模型等技術(shù);可以應(yīng)用在手持設(shè)備、智能家電等多個領(lǐng)域,賦予這些設(shè)備人性化的交互方式和便利的使用方法;也可應(yīng)用于玩具中,實現(xiàn)聲控玩具、仿真寵物、與人對話的玩具;也能應(yīng)用于車載通信設(shè)備實現(xiàn)人機交流。該芯片應(yīng)用在移動通信設(shè)備中,比如,手機上短消息來時,我們不必費力地去看,而是可以聽到聲音。 (4)基于小范圍無線通信協(xié)議的嵌入式產(chǎn)品

  以藍牙為代表的小范圍無線接入?yún)f(xié)議與嵌入式系統(tǒng)的結(jié)合,必將推動嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。近來,基于這些協(xié)議的嵌入式產(chǎn)品層出不窮,包括各種電話系統(tǒng)、無線公文包、各類數(shù)字電子設(shè)備以及在電子商務(wù)中的應(yīng)用。這些產(chǎn)品以其微型化和低成本的特點為它們在家庭和辦公室自動化、電子商務(wù)、工業(yè)控制、智能化建筑物和各種特殊場合的應(yīng)用開辟了廣闊的前景。 

  東南大學(xué)移動通信國家重點實驗室以及依托實驗室建立的南京東大移動互聯(lián)技術(shù)有限公司,從1998年開始跟蹤藍牙技術(shù),在香港特區(qū)政府創(chuàng)新科技基金、江蘇省"十五"重大科技攻關(guān)以及國家"十五"科技攻關(guān)的資助下,先后設(shè)計和研制了多種基于藍牙技術(shù)的嵌入式產(chǎn)品。其中包括符合Bluetooth V1.1標準的嵌入式PSTN網(wǎng)關(guān)和語音終端。它們基于藍牙"三合一電話"應(yīng)用模型,選用了中國科學(xué)院凱思昊鵬軟件技術(shù)工程有限公司提供的Hopen OS作為嵌入式開發(fā)的軟件平臺,選用華邦的W90221作為硬件平臺。語音終端能通過PSTN網(wǎng)關(guān)以無線的方式接入到PSTN網(wǎng)絡(luò)中,實現(xiàn)和PSTN網(wǎng)用戶的互通。還有符合Bluetooth V1.1標準的嵌入式局域網(wǎng)接入點,它基于藍?quot;局域網(wǎng)接入"應(yīng)用模型,選用嵌入式Linux操作系統(tǒng)作為軟件平臺,選用Motorola公司的CodeFire 5272作為硬件平臺。通過該接入點,終端用戶可以自由地接入到Internet,可以同時支持多個終端用戶連接到Internet。其它一些嵌入式產(chǎn)品包括智能多媒體家庭網(wǎng)關(guān)、遠程抄表系統(tǒng)、信息家電等等。 

結(jié) 語 

  以上重點介紹了嵌入式系統(tǒng)的特點、嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用。我們在開發(fā)過程中體會到:嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和以前從事的開發(fā)工作實質(zhì)上并無區(qū)別,唯一改變的是每個硬件平臺都是獨特的,這一個不同點導(dǎo)致了許多附加的開發(fā)復(fù)雜性,因而,在嵌入式開發(fā)過程中要格外注意軟件創(chuàng)建過程;而且,在開發(fā)嵌入式產(chǎn)品之前要對選用的嵌入式硬件平臺有較多的了解,具備相應(yīng)的硬件知識,和硬件工程師密切配合;在選用嵌入式操作系統(tǒng)和硬件平臺時要根據(jù)所要開發(fā)的應(yīng)用的需要以及成本等方面的考慮選擇合適的系統(tǒng)和平臺。

  在科技快速發(fā)展的今天,嵌入式產(chǎn)品將會越來越多地被廣泛應(yīng)用。我們相信,只要遵循嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)規(guī)律,適應(yīng)市場的需求,就一定能開發(fā)出越來越多的嵌入式產(chǎn)品。



關(guān)鍵詞: 單片機 嵌入式系統(tǒng)

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