什么是嵌入式开发
所謂嵌入式操作系統(tǒng)(Embedded System)是指以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。舉例來說,大到油田的集散控制系統(tǒng)和工廠流水線,小到家用VCD機(jī)或手機(jī),甚至組成普通PC終端設(shè)備的鍵盤、鼠標(biāo)、硬盤、Modem等均是由嵌入式處理器控制的。
嵌入式系統(tǒng)無疑是當(dāng)前最熱門最有發(fā)展前途的IT應(yīng)用領(lǐng)域之一。嵌入式系統(tǒng)用在一些特定專用設(shè)備上,通常這些設(shè)備的硬件資源(如處理器、存儲器等)非常有限,并且對成本很敏感,有時(shí)對實(shí)時(shí)響應(yīng)要求很高等。特別是隨著消費(fèi)家電的智能化,嵌入式更顯重要。像我們平常常見到的手機(jī)、PDA、電子字典、可視電話、VCD/DVD/MP3 Player、數(shù)字相機(jī)(DC)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)(DV)、U-Disk、機(jī)頂盒(Set Top Box)、高清電視(HDTV)、游戲機(jī)、智能玩具、交換機(jī)、路由器、數(shù)控設(shè)備或儀表、汽車電子、家電控制系統(tǒng)、醫(yī)療儀器、航天航空設(shè)備等等都是典型的嵌入式系統(tǒng)。
嵌入式系統(tǒng)是軟硬結(jié)合的東西,搞嵌入式開發(fā)的人有兩類。
一類是學(xué)電子工程、通信工程等偏硬件專業(yè)出身的人,他們主要是搞硬件設(shè)計(jì),有時(shí)要開發(fā)一些與硬件關(guān)系最密切的最底層軟件,如BootLoader、Board Support Package(像PC的BIOS一樣,往下驅(qū)動硬件,往上支持操作系統(tǒng)),最初級的硬件驅(qū)動程序等。他們的優(yōu)勢是對硬件原理非常清楚,不足是他們更擅長定義各種硬件接口,但對復(fù)雜軟件系統(tǒng)往往力不從心(例如嵌入式操作系統(tǒng)原理和復(fù)雜應(yīng)用軟件等)。
另一類是學(xué)軟件、計(jì)算機(jī)專業(yè)出身的人,主要從事嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的開發(fā)。如果我們學(xué)軟件的人對硬件原理和接口有較好的掌握,我們完全也可寫B(tài)SP和硬件驅(qū)動程序。嵌入式硬件設(shè)計(jì)完后,各種功能就全靠軟件來實(shí)現(xiàn)了,嵌入式設(shè)備的增值很大程度上取決于嵌入式軟件,這占了嵌入式系統(tǒng)的最主要工作(目前有很多公司將硬件設(shè)計(jì)包給了專門的硬件公司,稍復(fù)雜的硬件都交給臺灣或國外公司設(shè)計(jì),國內(nèi)的硬件設(shè)計(jì)力量很弱,很多嵌入式公司自己只負(fù)責(zé)開發(fā)軟件,因?yàn)楣径贾?#xff0c;嵌入式產(chǎn)品的差異很大程度在軟件上,在軟件方面是最有“花頭“可做的),所以我們搞軟件的人完全不用擔(dān)心我們在嵌入式市場上的用武之地,越是智能設(shè)備越是復(fù)雜系統(tǒng),軟件越起關(guān)鍵作用,而且這是目前的趨勢。
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市面對多功能電器的需求便促使了一些半導(dǎo)體廠家生產(chǎn)了控制芯片(一般包含運(yùn)算單元,控制單元和存儲單元),這些芯片都有各自的使用場合,一般都比較小,輕,低功耗,而且不是很貴.然后一些公司,個(gè)人或團(tuán)體可以對控制芯片進(jìn)行二次開發(fā),把這個(gè)芯片應(yīng)用到一個(gè)特定的電路中然后進(jìn)行編程使這個(gè)設(shè)備具有特定功能便成了一個(gè)電器產(chǎn)品.整個(gè)原理圖的設(shè)計(jì)-->PCB的制作-->原器件的焊制-->程序的燒寫一些過程便形成了一個(gè)嵌入式開發(fā)過程.
若是你的產(chǎn)品的功能強(qiáng)大,需要管理的東西很多的話.便也需要一個(gè)操作系統(tǒng)吧.linux在這里便有了用武之地了.你可以對其進(jìn)行裁減,當(dāng)然也有公司是專門幫別個(gè)裁減linux的.
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嵌入式系統(tǒng)是一種應(yīng)用系統(tǒng),它至少包含一個(gè)可編程的計(jì)算機(jī)[通常是某種形式的微控制器、微處理器或數(shù)字信號處理芯片(DSP)]且使用該系統(tǒng)的人一般并未意識到該系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)的。
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嵌入式技術(shù)是通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)及數(shù)字家電產(chǎn)品中的核心技術(shù),是提升控制裝置以及儀器儀表等設(shè)備性能的關(guān)鍵。“嵌入式”一詞出自IT業(yè)內(nèi)行話,通俗解釋就是將箱子大小的電腦主機(jī)幾乎全部功能統(tǒng)統(tǒng)放在一個(gè)巴掌大小的主板上,便于廣泛、便捷應(yīng)用到各種設(shè)備上的技術(shù)。嵌入式技術(shù)在我們生活中隨處可見,如電子字典、可視電話、DVD、MP3、數(shù)碼相機(jī)、高清電視等設(shè)備都運(yùn)用了嵌入式技術(shù)。此外,嵌入式技術(shù)還經(jīng)常在工業(yè)機(jī)器人、醫(yī)療設(shè)備、衛(wèi)星、飛行系統(tǒng)等領(lǐng)域扮演著更為重要的角色。通過嵌入式技術(shù),我們可以實(shí)現(xiàn)用3G手機(jī)遠(yuǎn)程遙控電飯煲,用3G手機(jī)展開多人游戲,用3G手機(jī)進(jìn)行電腦會議等等。嵌入式軟件開發(fā)將成為最熱門的職業(yè)之一。為此,英泰移動通信學(xué)院(襄樊育源學(xué)校)專門設(shè)立了3G嵌入式軟件開發(fā)相關(guān)課程,以培養(yǎng)行業(yè)所緊缺的嵌入式軟件開發(fā)中、高級工程師為主要目標(biāo)。
嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心,以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),并且軟硬件可裁剪,適用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等四個(gè)部分組成,用于實(shí)現(xiàn)對其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。
?????? 嵌入式系統(tǒng)一般指非PC系統(tǒng),它包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器/微處理器、存儲器及外設(shè)器件和I/O端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件(OS)(要求實(shí)時(shí)和多任務(wù)操作)和應(yīng)用程序編程。有時(shí)設(shè)計(jì)人員把這兩種軟件組合在一起。應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運(yùn)作和行為;而操作系統(tǒng)控制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用。
?????? 嵌入式系統(tǒng)的核心是嵌入式微處理器。嵌入式微處理器一般就具備以下4個(gè)特點(diǎn):
?????? 1)對實(shí)時(shí)多任務(wù)有很強(qiáng)的支持能力,能完成多任務(wù)并
?????? 2)具有功能很強(qiáng)的存儲區(qū)保護(hù)功能。這是由于嵌入式系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)已模塊化,而為了避免在軟件模塊之間出現(xiàn)錯(cuò)誤的交叉作用,需要設(shè)計(jì)強(qiáng)大的存儲區(qū)保護(hù)功能,同時(shí)也有利于軟件診斷。
?????? 3)可擴(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu),以能最迅速地開展出滿足應(yīng)用的最高性能的嵌入式微處理器。
?????? 4)嵌入式微處理器必須功耗很低,尤其是用于便攜式的無線及移動的計(jì)算和通信設(shè)備中靠電池供電的嵌入式系統(tǒng)更是如此,如需要功耗只有mW甚至μW級。
?????? 嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)同通用型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比具有以下特點(diǎn):
?????? 1.嵌入式系統(tǒng)通常是面向特定應(yīng)用的 嵌入式CPU與通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在為特定用戶群設(shè)計(jì)的 系統(tǒng)中,它通常都具有低功耗、體積小、集成度高等特點(diǎn),能夠把通用CPU中許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部,從而有利于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)趨于小型化,移動能力大大增強(qiáng),跟網(wǎng)絡(luò)的耦合也越來越緊密。
?????? 2.嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物。這一點(diǎn)就決定了它必然是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。
?????? 3.嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計(jì),量體裁衣、去除冗余,力爭在同樣的硅片面積上實(shí)現(xiàn)更高的性能,這樣才能在具體應(yīng)用中對處理器的選擇更具有競爭力
?????? 4.嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起,它的升級換代也是和具體產(chǎn)品同步進(jìn)行,因此嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進(jìn)入市場,具有較長的生命周期。
?????? 5.為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性,嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機(jī)本身中,而不是存貯于磁盤等載體中。
?????? 6.嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開發(fā)能力,即使設(shè)計(jì)完成以后用戶通常也是不能對其中的程序功能進(jìn)行修改的,必須有一套開發(fā)工具和環(huán)境才能進(jìn)行開發(fā)。
總結(jié)
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