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標(biāo)題: 我國嵌入式技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀分析 [打印本頁]

作者: ludi    時間: 2017-9-15 11:04
標(biāo)題: 我國嵌入式技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀分析
自上個世紀(jì)七十年代提出嵌入式系統(tǒng)的概念以來,嵌入式系統(tǒng)以其高性能、低功耗、低成本和小體積等優(yōu)勢,獲得了飛速的發(fā)展與廣泛的應(yīng)用,然而,由于受到當(dāng)時硬件水平的制約,嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)方式與以 PC 為代表的通用計算機系統(tǒng)的軟件開發(fā)方式一開始就完全不同。當(dāng)時的嵌入式系統(tǒng)硬件平臺一般都是基于 8 位機的簡單系統(tǒng),系統(tǒng)的硬件設(shè)計者通常也是系統(tǒng)的軟件開發(fā)者,編程語言絕大多數(shù)也以匯編語言為主,硬件設(shè)計者在進行硬件系統(tǒng)的設(shè)計時,同時會考慮程序如何編寫,而在進行程序設(shè)計時,也會考慮與硬件的配合,因此,嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)人員一般都非常了解系統(tǒng)的底層軟、硬件細節(jié)。
由于軟、硬件條件的制約,這些系統(tǒng)一般都用于實現(xiàn)一個或幾個簡單的數(shù)據(jù)采集與控制功能,程序結(jié)構(gòu)多使用簡單的控制循環(huán),配合中斷服務(wù)來實現(xiàn)對外界請求的相應(yīng),不采用操作系統(tǒng),所以,系統(tǒng)開發(fā)者對通用計算機基于操作系統(tǒng)的軟件開發(fā)工具和技術(shù)的理解與掌握比較有限。而與此同時,另一大批人則對以 Microsoft Windows 、 Linux 為代表的操作系統(tǒng)技術(shù)深深著迷,醉心于在這些操作系統(tǒng)上的應(yīng)用程序開發(fā),他們感興趣的東西是如何使用諸如 VB 、 VC 、 Java 之類的高級編程語言,在操作系統(tǒng)平臺上實現(xiàn)更復(fù)雜和更精彩的應(yīng)用,而不太關(guān)心系統(tǒng)的更多的硬件細節(jié)。傳統(tǒng)的觀點一般將前者歸類為硬件開發(fā)人員,而后者通常被稱之為軟件程序員。這兩大群體在很長一段時間幾乎也是井水不犯河水,各自有著不同的開發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域。
   
然而,隨著計算機軟、硬件技術(shù)的飛速發(fā)展和人們的應(yīng)用需求越來越高,特別是隨著以 ARM 、 PowerPC 、 MIPS 等為代表的高性能嵌入式微處理器普遍使用,使傳統(tǒng)意義上的嵌入式系統(tǒng)的概念發(fā)生了很大的變化。以基于 8 位機的嵌入式系統(tǒng)為例,當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)隨著需求的增加變得越來越復(fù)雜、使用范圍變得越來越廣泛時,系統(tǒng)每增加一項新的功能,都會帶來應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)的變化,甚至需要完全重新設(shè)計,而這種問題在基于操作系統(tǒng)的通用計算機上就小得多,顯然,沒有操作系統(tǒng)的支持已經(jīng)成為傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的最大的缺陷,但由于 8 位機系統(tǒng)有限的運算能力和存儲容量,不足以支持操作系統(tǒng)的運行,信盈達嵌入式企鵝要妖氣嗚嗚吧久零就要因此,在很長一段時間以來,人們盡管已經(jīng)意識到這個問題的存在,但也沒有更好的解決辦法。
自上個世紀(jì)九十年代以來,嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計提出了 “ 片上系統(tǒng) ” ( SoC , System on Chip )的概念,目前,嵌入式系統(tǒng)的硬件設(shè)計已進入以 SoC 為核心的階段,顯然, SoC 為高性能的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的提供了功能豐富的硬件平臺,而這些平臺強大的運算能力和存儲能力,足以支持復(fù)雜嵌入式操作系統(tǒng)( EOS , Embedded Operating Systems )的運行。

   嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展是伴隨的嵌入式微處理器性能的不斷提高而逐漸發(fā)展起來的,最近幾年來,嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大,其原因主要是嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)復(fù)雜度的增加,同時,高性能的嵌入式微處理器的推廣使用,為嵌入式操作系統(tǒng)的可靠運行提供了硬件平臺的保障。目前,在嵌入式系統(tǒng)中使用的操作系統(tǒng)種類也非常繁多,其中,市場份額占有比較高的有 Linux 、 Windows CE 、 VxWorks 、 QNX 、 eCos 、 uC/OS II 等。嵌入式操作系統(tǒng)主要可分為兩大類,一類是商業(yè)級的嵌入式操作系統(tǒng),這類操作系統(tǒng)一般都經(jīng)過較長時間的使用,且都由一些大公司開發(fā)與維護,在性能或服務(wù)上都有較好的保證,如 Windows CE 、 VxWorks 、 QNX 等,但這類操作系統(tǒng)一般價格比較昂貴,且都不公開核心代碼,這就與嵌入式系統(tǒng)用戶定制性較強、升級換代快等特點相違背,因此其應(yīng)用范圍受到了很大的限制。另一類則是源代碼開放的嵌入式操作系統(tǒng),如 Linux 、 eCos 、 uC/OSII 等,盡管這類系統(tǒng)在技術(shù)支持和服務(wù)上有所欠缺,且對開發(fā)人員有較高的要求,但由于用戶可定制性好、具有可持續(xù)開發(fā)的優(yōu)勢,從目前看來,其應(yīng)用范圍反而比商業(yè)嵌入式操作系統(tǒng)廣泛得多。  






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