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摘 要：在当前,嵌入式系统被应用到很多行业和领域,嵌入式系统方案已经成为后pc时代IT领域、IC领域应用最为广泛的关键技术.随着硬件电子技术、软件开发技术以及计算机技术的不断发展,嵌入式系统将被应用到更多的领域之中.

关 键 词：嵌入式；硬件；软件

中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1007-9599(2012)11-0000-02

一、引言

国际上对嵌入式最初的定义是专门用于监视系统、控制系统以及辅助操作系统上的装置.经过这些年的发展,嵌入式的功能不断强大,嵌入式的应用领域也更为宽泛,嵌入式在当前主要是指为了各种具体应用功能的实现,按照基本计算机技术,在硬件方面和软件方面均可裁剪,不断适应各种应用系统的发展,要求可靠性高、成本低、体积小、功耗低,这样的专用计算机系统就是嵌入式系统.

嵌入式的系统的核心包含微处理器、各种存储器、各类设备接口以及各类I/O接口.在嵌入式系统的开发过程中,只要硬件工程师在嵌入式微处理器的基础之上配置上相应的电源电路、存储器电路以及时钟电路,这样就形成了我们所说的核心控制单元,也有人称之为核心板.核心板之中,我们可以将经过裁剪的操作系统以及适当的程序存储在ROM之中.

新世纪以来,硬件电子技术和软件技术不断发展,ARM、CPLD、FPGA等硬件电子在关键技术上均取得重大突破,被应用到很多行业和领域.在当前,分析和讨论嵌入式系统的应用很有必要,具有重大的现实意义,本文中作者将结合工作实际就这一重要议题展开讨论和分析.

二、嵌入式系统分析

在嵌入式系统中,分为硬件系统、软件系统、应用系统.下面我们对嵌入式系统的这几个方面进行分析和讨论.

(一)硬件系统分析

微处理器是核心的核心,也是整个嵌入式系统的处理单元.一般来说,现行的嵌入式微处理器在硬件架构上主要采用的是哈弗体系以及冯诺依曼体系这两种.而指令系统的配置上主要是用精简过的以及部分复杂的指令系统.而其中精简过的指令系统则是微处理器指令系统中的主要部分,这些指令能够在充分保证系统数据运行速度的同时,保证系统的稳定性以及可靠性.

存储器的作用主要是用来存放各种代码,而当前嵌入式硬件存储器的结构也十分科学和完善,一般来说,主要有CACHE部分、主存部分以及辅助存储器部分.CACHE部分,是整个系统中最为重要的存储器单元,被配置在主存和微处理器的内核之间,在工作时,CACHE主要存放微处理器处理最为频繁的代码和数据.不难看出CACHE的访问速度是最快的,所以微处理器在工作时,尽量从这个部分读取数据.所以在当前,嵌入式系统的架构过程中,要注重解决CACHE部分,目的在于提高数据的访问速度.

主存是微处理器能够直接访问的存储器,系统和用户的数据和程序就被放在主存之中,在容量上也比Cache大很多,拥有较快的数据传输速度.主存主要有ROM类和RAM类的,而ROM中的NORFLASH能够多次擦写、存储速度快、容量很大,得到了最为广泛的应用.

辅助存储器主要是嵌入式系统中各类接口技术发展的产物,能够实现微处理器与各类A/D设备、D/A设备,I/O设备、Ether设备、USB设备、音频接口设备、VGA视频输出接口设备、I2C设备、SPI设备以及IrDA设备等,这样就实现了更大容量的存储以及各类传感器和执行机构的使用.

(二)软件系统分析

嵌入式的软件系统主要分为两个部分,一是各类硬件设备的设备驱动程序,而是操作系统.

在嵌入式的开发过程中,嵌入式微处理器是“不认识”各类设备的,也就是说在没有驱动程序的时候,微处理器和操作系统是不能够识别各种设备的,所以开发人员需要为各类设备进行相应的硬件驱动开发,只有这样嵌入式系统才能够识别各类设备,成功调用和使用这些设备.

(三)应用系统

我们开发嵌入式系统的最终目的在于应用,应用系统的开发才是嵌入式系统开发的关键,这个过程就是开发人员利用嵌入式技术、实现各类硬件系统的调用,最终完成某种控制功能.而实现这一目的的过程就是进行应用系统的开发.

三、嵌入式系统应用分析

随着硬件电子技术的发展,在当前,微处理器的种类越来越多,而与外设接口以及I/O接口的标准越来越统一,但是主流的嵌入式微处理器主要有ARM架构、X86架构、MIPS架构以及POWERPC架构点呢过.由于嵌入式系统的微处理器种类众多,所以在进行嵌入式系统开发的过程中,根据实际的应用进行选型.

在嵌入式系统开发的早期,由于硬件设备的局限,很多嵌入式系统是没有操作系统的,也就是我们常说的“跑裸机”,裸机运行的嵌入式系统功能较少