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计算机论文

嵌入式操作系统和应用软件的开发

时间:2022-08-21 21:35 所属分类:计算机论文 点击次数:

嵌入式计算机的应用数量远远超过了各种通用计算机。一台通用计算机的外部设备包括5-10个嵌入式微处理器、键盘、鼠标、软驱动器、硬盘、显示卡和显示器。Modem,网卡、声卡、打印机、扫描仪、数字相机、USB集线器等。由嵌入式处理器控制。嵌入式计算机在制造业、工艺控制、通信、仪器、仪器、汽车、船舶、航空航天、军事设备、消费品等方面的应用领域。嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各行业的具体应用相结合的产物,决定了它必须是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。
一、嵌入式系统的发展现状
随着信息化、智能化、网络化的发展,嵌入式系统技术也将获得广阔的发展空间。2008年达到5.3万亿美元,预计2009年销售额将达到6.8万亿美元。20世纪90年代,嵌入式技术全面发展,已成为通信和消费品的共同发展方向。在通信领域,数字技术正在取代模拟技术。在广播电视领域,美国已经开始从模拟电视向数字电视转变,欧洲DVB(数字电视广播)技术已在世界上大多数国家推广。数字音频广播(DAB)也已进入商品化试播阶段。软件、集成电路和新元件在工业发展中的作用日益重要。嵌入式系统技术离不开嵌入式系统技术。未来无可测量的维纳斯计划生产机顶盒,其核心技术是采用32位以上芯片级嵌入式技术。在个人领域,嵌入式产品将主要作为个人移动的数据处理和通信软件使用。由于嵌入式设备具有自然的人机交互界面,GUI以屏幕为中心的多媒体界面给人很大的亲和力。手写文字输入、语音拨号上网、收发电子邮件和彩色图形,图像已取得初步成效。
二、嵌入式系统的主要特点
(1)系统的核心很小。由于嵌入式系统一般用于小型电子设备,系统资源相对有限,因此核心远小于传统的操作系统。Enea公司的OSE分布式系统,内核只有5个K,而Windows核心?没有可比性。
(2)具有很强的特殊性。嵌入式系统具有很强的个性化,软件系统与硬件的结合非常紧密。一般来说,系统应该移植到硬件上。即使在同一品牌和系列产品中,也需要根据系统硬件的变化和增减进行修改。同时,对于不同的任务,系统往往需要发生很大的变化,程序的编译和下载应该与系统相结合,这种修改和通用软件“升级”完全是两个概念。
(3)系统简化。嵌入式系统一般与系统软件和应用软件没有明显的区别,不要求其功能设计和实现过于复杂,有利于控制系统成本,实现系统安全。
(4)高实时系统软件(OS)它是嵌入式软件的基本要求。软件需要固态存储来提高速度;软件代码需要高质量和高可靠性。
(5)嵌入式软件开发必须使用多任务操作系统任务操作系统。嵌入式系统的应用程序可以直接在芯片上运行,而无需操作系统;但为了合理调度多任务,用户必须选择系统资源、系统函数和专家库函数接口RTOS(Real-TimeOperatingSystem)开发平台,保证程序执行的实时性、可靠性,减少开发时间,保证软件质量。
三、嵌入式系统的关键技术
随着后电脑时代的到来,消费电子成为市场的主要驱动力;在消费电子中,32位嵌入式电子中,CPU占主导地位。消费者对不同的消费品有不同的要求。例如,汽车电子产品的稳定性和安全性非常重要,而蓝牙产品可能更关心价格。当然,对功耗的关注几乎涵盖了所有消费品的要求。对于开发者来说,ARM架构和相关软件的兼容性对于加快开发周期、缩短产品上市时间非常重要。此外,对于消费电子产品来说,传统的“摩尔定律”不再特别重要,更重要的是在提供性能的同时,能有效降低功耗和芯片面积。
为满足消费电子产品市场的各种需求,ARM还不断开发和完善技术,推出了一系列有针对性的创新技术。例如:智能能源管理。(IEM)该技术能有效降低嵌入式系统的功耗;TrustZone技术可为系统提供硬件级安全保护,满足用户、内容提供商和运营商对内容安全的要求;Thumb指令集有效降低了代码密度,节省了系统内存的使用,从而降低了系统成本;Jazelle技术提供硬件执行Java加速功能为系统提供了更好的多媒体性能。
四、嵌入式系统的方向
嵌入式系统无疑是最受欢迎、最有前途的IT应用领域之一。嵌入式系统用于一些特定的特殊设备。通常,这些设备的硬件资源(如处理器、存储器等)非常有限,对成本非常敏感,有时对实时响应有很高的要求。嵌入式系统是软件和硬件的结合。有两种类型的人从事嵌入式开发。
一是学习电子工程、通信工程等硬件专业,主要从事硬件设计,有时开发一些与硬件关系最密切的底层软件,如BootLoader,BoardSupportPackage(像PC的BIOS同样,向下驱动硬件,向上支持操作系统)、初级硬件驱动程序等。他们的优点是非常清楚硬件原理,缺点是他们更擅长定义各种硬件接口,但往往无法定义复杂的软件系统(如嵌入式操作系统原理和复杂的应用软件等)。
另一类是学习软件和计算机的人,主要从事嵌入式操作系统和应用软件的开发。如果我们学习软件的人更好地掌握了硬件原理和接口,我们也可以写它BSP和硬件驱动程序。嵌入式硬件设计完成后,各种功能都是通过软件实现的。嵌入式设备的增值在很大程度上取决于嵌入式软件,这是嵌入式系统的主要工作(目前很多公司都把硬件设计包给了专门的硬件公司,稍微复杂的硬件都是给台湾省或者国外公司设计的,国内的硬件设计实力很弱。很多嵌入式公司只负责开发软件,因为公司都知道。“花头“可以做到),所以我们从事软件的人不必担心我们在嵌入式市场上的使用。智能设备越复杂,软件就越关键,这是当前的趋势。