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摘要:目前,嵌入式系统随着不断发展的信息技术而逐渐融入至人们的日常生活当中,并且对于人们的生活水平有提升作用。鉴于此,本文首先以介绍嵌入式系统技术的具体特征为切入角度,对嵌入式系统的几项关键技术加以分析,最后则是重点研究嵌入式系统的开发和应用,以供专业人士借鉴与参考。
关键词:嵌入式系统;关键技术;开发
引言
控制请求处理效率难以满足现阶段的要求是制约传统嵌入式系统发展的主要制约因素,并且对整体系统的开发有着严重的影响。因此,借助C语音灵活性强的特点来拓展嵌入式系统的可操作性,并且可以更好的将嵌入式系统融入人们的日常的生活当中,从而迎合现代社会发展的需要。下面将详细阐述嵌入式系统关键技术与开发应用,从而提升人们对嵌入式系统的了解,进而推动嵌入式系统更好、更快的发展。
一、嵌入式系统技术的具体特征
操作系统与硬件部分是嵌入式系统依据软件的基本运行环境来划分的两大组成部分。与此同时,嵌入式系统技术的特征与软件的基本运行环境有直接联系,并且该因素在一定程度上可以用于鉴别其它系统与嵌入式系统的不同之处。下面将从四个方面来阐述嵌入式系统技术的具体特征。
1、嵌入式系统的处理器
微控制系统、微处理系统以及DSP系统是嵌入式系统处理器的主要三种形式。此外,上述三种处理器不仅具有较小的体积,而且功耗也比较低,从而使得嵌入式系统可以满足各种功能性的要求,并且具有较快的计算处理速度。目前,应用广泛且市场占有率较高的为DSP系统。
2、嵌入式系统的内核结构
应用结构与内核结构时操作系统中两个重要的组成部分。与此同时,文件系统的管理与创建是内核结构的主要功能。此外,如果内核系统过于冗杂,则将会占用较多系统资源。然而,嵌入式系统主要采用微型内核结构作为其内核结构的主要形式,并且在通信内容同步与内存管理等方面有着不错的效率。另外,可根据客户要求来定制组件,并且可以提升系统的速度与效率是微型内核结构的优势所在。
3、嵌入式系统的任务调度
根据分析CPU中各种任务的优先级来完成程序的切换与调度是嵌入式系统中任务调度的主要方式。调度任务的方式主要由以下几种,即时间片轮调度、可抢占式钓鱼以及不可抢占式调度。依据优先级的不同来完成程序的调度是上述几种调度方式的共同特点。
4、嵌入式系统的内核加载方式
在FLASH上进行加载是嵌入式系统内核加载的主要方式,并且可以直接在内存中运行相关程序。在FLASH中进行加载的流程为:内核的加载主要通过映象烧写的方式来完成,并且将系统中的地址在FLASH中启动并执行,从而加快了嵌入式系统的计算速度和效率。
二、嵌入式系统的几项关键技术分析
1、开发技术
宿主机、目标机是嵌入式系统开发过程中开发技术应用的基础条件,且在系统运行过程中通过宿主机实现执行编译过程、定址过程的有效控制,同时在此基础上以程序转化的形式将传输数据转化成二进制代码置入目标机,并通过编译→连接→定址流程满足嵌入式系统运作条件。此外,基于开发技术应用的基础上,着重强调运用交叉编译器为其它平台的运行提供代码数据,如,C++,且在代码产生过程中以连接路径编译文件,并透过定址过程将其发送至物理存储器指定位置,达到最佳的系统开发、运作状态。
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2、软件移植技术
2.1字节
在嵌入式系统运行过程中为了实现系统的可靠性运行,应注重将移植技术应用于PC及编程过程,同时在字节编程过程中设计字节编程顺序,即小端字节顺序或大端字节顺序。而由于将低字节数据存放于低地址、高字节存放于高地址的形式为小端字节编程顺序,因而在PC机平台操控过程中应结合系统具体运行状况对字节存储顺序进行变通处理。此外,在嵌入式系统运作过程中字节对齐程度影响着整体系统运作水平。另外,在字节问题处理过程中为了提升整体处理效果,亦可在收包位置添加拆包函数,继而由此来保障软件的连通性,达到较为可靠的系统运作目标。
2.2代码优化
在嵌入式系统运用过程中硬件平台决定着位段分配空间,因而在分配环节开展过程中为了避免顺序错误问题的凸显,应结合自右向左分配特点对条件编译方式进行合理运用,以此来满足系统开发条件。此外,基于嵌入式系统运作模式下其对软件质量提出了更高的要求,因而在此基础上为了达成系统开发目标要求相关技术人员在系统开发、优化过程中应将频率作为排序标准,继而在此基础上节省代码执行时间,同时由此应对函数传递参数模式下凸显出的相应问题,提升系统运行水平。另外,由于例程在标准库中占着较大的空间范围,因而在嵌入式系统操控过程中应秉承缩减代码的思想,继而为嵌入式产品的应用提供有利的基础条件。从以上的分析中即可看出,软件移植技术有助于改善嵌入式系统开发问题,因而在此基础上,应着重提高对其的重视程度。
三、嵌入式系统的开发和应用研究
目前来看,嵌人式系统的应用无处不在,包括我们身边大部分电子设备都会涉及到嵌人式系统,包括蓝牙的应用以及电冰箱、电视机等等,随着嵌人式系统的普及,嵌人式芯片的价格也在逐渐降低,嵌人式系统在我们生活中的应用会更加的丰富多元,一些远程的会议和办公,以及远程的遥控目前都已经能够实现,嵌人式系统的具体应用和开发以下列举了几个方面。
1、嵌入式系统在移动数据库方面的应用
移动数据库实际上就是可以在移动的过程中进行计算的数据库,并且可以在移动的过程中访问数据库的资源,用户可以在移动的过程中,例如在开车的时候可以进行数据的查询,从而提升工作的效率和速度。这种移动数据库实际上就是对嵌人式系统的有效应用,目前这种移动数据库也在积极的开发和优化的过程中。
2、嵌入式系统在智能家居方面的应用
所谓智能家居系统其实就是通过网络系统的操作,来对所有家居的软件和硬件进行控制以及执行,同时也对所有的家居实施监控,在这个远程控制和信息交换的过程中,需要嵌人式系统进行相关模块的控制,从而符合用户的需求。这种应用嵌人式系统的智能家居,不但控制性好,并且占据空间小,具有很多其他系统不具备的有点。
3、嵌入式系统在语音芯片方面的应用
嵌人式的语音芯片是结合了语音的识别以及语音的合成两个方面,同时也有效的利用了语音学层次结构的技术以及文本处理模型的技术手段,这种嵌人式语音芯片应用的领域十分广泛,包括玩具、家居、设备等等多个方面。它的交互性能以及实时性能都非常好,尤其是应用在手机上,可以为用户提供更多的功能和便利。
4、嵌入式系统在无线通信方面的应用
嵌人式系统在无线通信方面的应用主要体现在蓝牙的应用方面,这种无线通信与嵌人式系统的有机结合,能够更加有效的推动嵌人式系统的发展,嵌人式系统这种占用空间小以及实施性能高、成本低廉的特征非常符合无线通信方面的应用,在电子商务方面以及工业方面都有着非常大的发展空间。
结语
随着科技的不断发展,嵌入式系统已经逐渐影响到人们的生活质量,但是在实际运用中,依然存在较多的问题限制着嵌入式系统的使用。希望通过本文的相关介绍,相关研发人员可以根据实际情况,加强对嵌入式系统的研究和开发,同时对其关键技术进行不断的创新,以便可以更好的为人们的生活带来便利。
参考文献
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[3]谢辉.嵌入式Linux系统在ARM处理器中关键技术分析[J].电大理工,2015,01(12):24~25.
论文作者:吴永杰1,张晓露2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/29
标签:嵌入式系统论文; 系统论文; 过程中论文; 字节论文; 内核论文; 关键技术论文; 技术论文; 《基层建设》2017年第14期论文;