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嵌入式有感

第一篇：嵌入式有感学嵌入式有感电子技术、计算机技术和网络技术的飞速发展，极大的影响了人们的日常生活，甚至改变了人们的生活模式。人们到处可以见到电子设备的存在，而几乎所有的电子设备中都包含着嵌入式系统。那么嵌入式系统即一般指非PC系统，有计算机功能但又不称之为计算机的设备或器材。它是以应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。它的应用几乎涉及到了生活中的所有电器设备，如掌上PDA、移动计算设备、电视机顶盒、手机上网、数字电视、多媒体、汽车、微波炉、数字相机、家庭自动化系统、电梯、空调、安全系统、自动售货机、蜂窝式电话、消费电子设备、工业自动化仪表与医疗仪器等。而大部分的嵌入式系统并不需要操作系统，首先是因为没有必要，例如洗衣机和微波炉等等，它们的功能有限。这样的系统只需要一道控制程序管好几个按键、指示灯和数码管就可以了。其次是因为条件不允许。它们采用4位或8位的微处理器，有的内存少得不到1KB，根本没有操作系统生存的空间。即使要完成一些比较复杂的任务，也只能依靠程序员的技巧去精雕细琢，以弥补硬件条件的不足。随着微电子技术的不断创新和发展，大规模集成电路的集成度和工艺水平不断提高，集成电路工业已经生产了大量低成本、高可靠性和高精度的微电子结构模块，推动了一个全新的技术领域和产业的发展。嵌入式硬件设计采用了“CPU+PLD+模拟器件”的模式，是指嵌入式系统以中央处理单元(CPU)为基础和中心，外加可编程逻辑器件(PLD)和模拟器件构成(特别小型的嵌入式设计除外)。CPU主要包括嵌入式微处理器(MPU)和嵌入式微控制器(MCU)，PLD主要包括PAL、EPLD、CPLD、FPGA等。这种设计模式可以大大简化嵌入式系统的软硬件，嵌入式系统总体设计的难度得以降低，而系统总体设计的水平却得到提高。这种结构是由目前集成电路的发展水平和技术现状决定的。集成电路技术的发展促成了这种设计模式的出现，微处理器技术和器件可编程技术给嵌入式系统设计人员带来了巨大的方便，它提供了用软件来改变和实现硬件的功能，适合硬件解决的问题由硬件解决，适合软件解决的问题由软件完成。集成电路技术的发展为这种设计模式的出现提供了全方位支持，计算机硬件平台性能的大幅度提高，高性能的EDA综合开发工具(平台)得到长足发展，为复杂的嵌入式系统设计者提供了不同用途和不同级别集编辑、布局、布线、编译、综合、模拟、测试、验证和器件编程等一体化的集成开发环境。集成电路技术的技术现状决定设计模式不能抛开模拟器件，现阶段模数混合的集成电路很难设计生产，模数和数模转换器等模拟电路还只能采用传统的设计方法。而嵌入式的核心是嵌入式微处理器。嵌入式微处理器一般具备四个特点：(1)对实时和多任务有很强的支持能力，能完成多任务并且有较短的中断响应时间，从而使内部的代码和实时操作系统的执行时间减少到最低限度；(2)具有功能很强的存储区保护功能，这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化，而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用，需要设计强大的存储区保护功能，同时也有利于软件诊断；(3)可扩展的处理器结构，以能迅速地扩展出满足应用的高性能的嵌入式微处理器；(4)嵌入式微处理器的功耗必须很低，尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此，功耗只能为mW甚至μW级。我们知道嵌入式操作系统是一种支持嵌入式系统应用的操作系统软件，它是嵌入式系统(包括硬、软件系统)极为重要的组成部分，通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等Browser。嵌入式操作系统具有通用操作系统的基本特点，如能够有效管理越来越复杂的系统资源；能够把硬件虚拟化，使得开发人员从繁忙的驱动程序移植和维护中解脱出来；能够提供库函数、驱动程序、工具集以及应用程序。与通用操作系统相比较，嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。一般情况下，嵌入式操作系统可以分为两类，一类是面向控制、通信等领域的实时操作系统，如WindRiver公司的VxWorks、ISI的pSOS、QNX系统软件公司的QNX、ATI的Nucleus等；另一类是面向消费电子产品的非实时操作系统，这类产品包括个人数字助理(PDA)、移动电话、机顶盒、电子书、WebPhone等。对于非实时操作系统我们了解到早期的嵌入式系统中都没有操作系统的概念，程序员编写嵌入式程序通常直接面对裸机及裸设备。在这种情况下，通常把嵌入式程序分成两部分，即前台程序和后台程序。前台程序通过中段来处理事件，其结构一般为无限循环；后台程序则掌管整个嵌入式系统软、硬件资源的分配、管理以及任务的调度，是一个系