嵌入式系统发展趋势

2024-09-17

嵌入式系统发展趋势(共8篇)

嵌入式系统发展趋势 篇1

未来嵌入式系统的发展趋势 在网络、通信、微电子发展的基础上,以及势不可挡的数字化信息产品的强大需求推动下,嵌入式技术具有广阔的发展创新空间。

(1)低功耗、高性能、高可靠性的系统需求对我国芯片设计是一个机遇。以嵌入式处理 器为领头的国产CPU、片上系统(SoC)、片上网络系统(NoC)将有很大的发展。

(2)Linux正逐渐成为嵌入式操作系统的主流;J2ME技术也将对嵌入式软件的发展产生深远影响。目前自由软件技术备受青睐,并对软件技术的发展产生了巨大的推动作用。嵌入式操作系统内核不仅需要具有微型化、高实时性等基本特征,还将向高可信性、自适应性、构件组件化方向发展;支撑开发环境将更加集成化、自动化、人性化;系统软件对无线通信和能源管理的功能支持将日益重要。近几年来,为使嵌入式设备更有效地支持Web服务而开发的操作系统不断推出。这种操作系统在体系结构上采用面向构件、中间件技术,为应用软件乃至硬件的动态加载提供支持,即所谓的“即插即用”,在克服以往的嵌入式操作系统的局限性方面显示出明显的优势。

(3)Java虚拟机与嵌入式Java将成为开发嵌入式系统的有力工具。嵌入式系统的多媒体化将变成现实。它在网络环境中的应用已是不可抗拒的潮流,并将占领网络接入设备的主导地位。

(4)嵌入式系统与人工智能、模式识别技术的结合,将开发出各种更具人性化、智能化的实际系统。智能手机、数字电视,以及汽车电子的嵌入式应用,是这次机遇中的切入点。伴随网络技术、网格计算的发展,以嵌入式移动设备为中心的“无所不在的计算”将成为现实。

嵌入式系统发展趋势 篇2

嵌入式系统一般指非PC系统,有计算机功能但又不称之为计算机的设备或器材。它是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件是可裁剪的,适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统一般由嵌入式硬件和软件组成,且软件和硬件是紧密集成在一起的。硬件是以嵌入式微处理器为核心,集成存储器和系统专用的输入/输出设备;软件包括初始化代码及驱动、嵌入式操作系统和应用程序等,这些软件有机地结合在一起,形成系统特定的一体化软件。

1.1 历史与现状

虽然嵌入式系统是近几年才开始真正风靡起来的,但事实上嵌入式这个概念却很早就已经存在了,从1970年代单片机的出现到今天各种嵌入式微处理器、微控制器的广泛应用,嵌入式系统少说也有了近30年的历史。纵观嵌入式系统的发展历程,大致经历了以下四个阶段:1)无操作系统阶段(系统的出现与兴起最初的应用是基于单片机的);2)简单操作系统阶段(面向I/O设计的微控制器的出现);3)实时操作系统阶段(4位,8位,16位微处理器芯片逐步让位于32位嵌入式微处理器芯片);4)面向Internet阶段(嵌入式技术与Internet技术的结合正在推动着嵌入式技术的飞速发展,嵌入式系统的研究和应用产生了如下新的显著变化)

1.2 嵌入式系统特点和分类

嵌入式系统同通用的计算机相比有以下特点:1)嵌入式系统通常是形式多样的面向特点应用的软硬件综合体2)嵌入式系统得到多种处理器类型和体系结构的支持3)嵌入式系统通常极其关注成本4)嵌入式系统有实时性和可靠性的要求5)嵌入式系统使用的操作系统一般是适应多种类型处理器、可裁减、轻量型、实时可靠和可固化的嵌入式操作系统6)嵌入式系统的开发需要专门工具和特殊方法。

嵌入式系统可按嵌入式处理器的位数,应用,实时性和软件结构等原则进行分类:按嵌入式处理器的位数可分为4位,8位,16位,32位和64位;按应用来可分为信息家电类,移动终端类,通信类,汽车电子类和工业控制类;按实时性可分为嵌入式实时系统和嵌入式非实时系统;按嵌入式软件结构可分为循环轮询系统,前后台系统,单处理器多任务系统以及多处理器多任务系统。

2 嵌入式硬件系统

嵌入式系统的硬件部分,包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。嵌入式系统有别于一般的计算机处理系统,它不具备像硬盘那样大容量的存储介质,而大多使用EPROM、EEPROM或闪存(Flash Memory)作为存储介质。软件部分包括操作系统软件(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。应用程序控制着系统的运作和行为;而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。

2.1 嵌入式处理器

嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。嵌入式微处理器一般具备4个特点:一是对实时和多任务有很强的支持能力,能完成多任务并且有较短的中断响应时间,从而使内部的代码和实时操作系统的执行时间减少到最低限度;二是具有功能很强的存储区保护功能,这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化,而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用,需要设计强大的存储区保护功能,同时也有利于软件诊断;三是可扩展的处理器结构,以能迅速地扩展出满足应用的高性能的嵌入式微处理器;四是嵌入式微处理器的功耗必须很低,尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此,功耗只能为m W甚至μW级。

2.2 总线

总线是指一组进行互连和传输信息(指令、数据和地址)的信号线,是连接系统各个部件的桥梁。采用总线结构便于部件和设备的扩充,尤其是制定了统一的总线标准后更容易使不同的设备之间实现互连。

嵌入式系统的总线一般分为片内总线和片外总线。片内总线就是嵌入式微处理器内的CPU与片内其他部件连接的总线;片外总线集成在嵌入式为处理器内或外接芯片扩展上,用于连接外部设备。现在ARM的片内总线AMBA和片外总线PCI总线近几年已在嵌入式系统广泛应用。

2.3 存储器

嵌入式系统的存储器分三种:高速缓存Cache、主存(片内和片外)和外存。

高速缓冲存储器中存放的是当前使用最多的程序代码和数据,即主存中部分内容的副本。主存是处理器能直接访问的存储器,用来存放系统和用户的程序和数据。嵌入式系统的主存可位于处理器内和处理器外。片内存储器存储容容量小、速度快;片外存储器容量大。外存是处理器不能直接访问的存储器,用来存放用户的各种信息,容量大,存取速度相对于主存要慢的多,但它可以用来长期保存用户信息。

2.4 输入/输出接口和设备

嵌入式是面向应用的,不同的应用所需的接口和外设不同。在嵌入式系统中通常大多数接口和部分外设已经集成到嵌入式处理器上,如Timer,RTC,UART,USB,A/D,D/A,DMA控制器和终端控制器等等。

3 嵌入式软件系统

嵌入式软件就是嵌入在硬件中的操作系统和开发工具软件,它在产业中的关联关系体现为:芯片设计制造→嵌入式系统软件→嵌入式电子设备开发、制造。

嵌入式软件与嵌入式系统是密不可分的,嵌入式系统是“控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置”,就是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成,用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。而嵌入式软件就是基于嵌入式系统设计的软件,它也是计算机软件的一种,同样由程序及其文档组成,可细分成系统软件、支撑软件、应用软件三类,是嵌入式系统的重要组成部分。

嵌入式软件是计算机软件的一种。它有以下特点:规模小,开发难度大;快速启动,直接运行;实时性和可靠性高;程序一体化;开发平台和运行平台各不相同。

3.1 嵌入式软件分类

1)嵌入式操作系统:嵌入式操作系统EOS(Embedded Operating System)是一种用途广泛的系统软件,过去它主要应用于工业控制和国防系统领域。现在国际上有名的嵌入式操作系统有Windows CE、Palm OS、Linux、Vx Works、p SOS、QNX、OS-9、Lynx OS等,已进入我国市场的国外产品有Wind River、Microsoft、QNX和Nuclear等。

2)嵌入式支撑软件:支撑软件是用于帮助和支持软件开发的软件,通常包括数据库和开发工具,其中以数据库最为重要。国际上主要的嵌入式移动数据库系统有Sybase、Oracle等。

3)嵌入式应用软件:嵌入式应用软件是针对特定应用领域,基于某一固定的硬件平台,用来达到用户预期目标的计算机软件。

3.2 嵌入式软件的特点

1)嵌入式软件具有独特的实用性。

嵌入式软件是为嵌入式系统服务的,这就要求它与外部硬件和设备联系紧密。嵌入式系统以应用为中心,嵌入式软件是应用系统,根据应用需求定向开发,面向产业、面向市场,需要特定的行业经验。每种嵌入式软件都有自己独特的应用环境和实用价值。

2)嵌入式软件应有灵活的适用性。

嵌入式软件通常可以认为是一种模块化软件,它应该能非常方便灵活的运用到各种嵌入式系统中,而不能破坏或更改原有的系统特性和功能。首先它要小巧,不能占用大量资源;其次要使用灵活,应尽量优化配置,减小对系统的整体继承性,升级更换灵活方便。

3)嵌入式软件发展趋势

进入20世纪90年代以来,以计算机技术、通信技术和软件技术为核心的信息技术取得了更加迅猛的发展,各种装备与设备上嵌入式计算与系统的广泛应用大大地推动了行业的渗透性应用。嵌入式系统被描述为:“以应用为中心、软件硬件可裁剪的、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格综合性要求的专用计算机系统”,由嵌入式硬件和嵌入式软件两部分组成。硬件是支撑,软件是灵魂,几乎所有的嵌入式产品中都需要嵌入式软件来提供灵活多样、而且应用特制的功能。由于嵌入式系统应用广泛,嵌入式软件在整个软件产业中占据了重要地位,并受到世界各国的广泛关注;如今已成为信息产业中最为耀眼的“明星”之一。

4)嵌入式操作系统

嵌入式操作系统是一种支持嵌入式系统应用的操作系统软件,它是嵌入式系统(包括硬、软件系统)极为重要的组成部分,通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等Browser。嵌入式操作系统具有通用操作系统的基本特点,如能够有效管理越来越复杂的系统资源;能够把硬件虚拟化,使得开发人员从繁忙的驱动程序移植和维护中解脱出来;能够提供库函数、驱动程序、工具集以及应用程序。与通用操作系统相比较,嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。

5)嵌入式操作系统的发展

嵌入式操作系统伴随着嵌入式系统的发展经历了四个比较明显的阶段。第一阶段是无操作系统的嵌入算法阶段;第二阶段是以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统;第三阶段是通用的嵌入式实时操作系统阶段,是以嵌入式操作系统为核心的嵌入式系统;第四阶段是以基于Internet为标志的嵌入式系统,这是一个正在迅速发展的阶段。

4 嵌入式内核基础

嵌入式操作系统一般由内核、嵌入式TCP/IP网络系统、嵌入式文件系统等组成。内核是嵌入式操作系统的基础,也是必备的部分。它提供任务管理、内存管理、通信、同步与互斥机制、中断管理、时间管理及任务扩展等功能。内核还提供特定的应用编程接口,但目前没有统一的标准。具体来讲,嵌入式内核功能包括以下几方面:

4.1 任务管理

内核的核心部分,具有任务调度、创建任务、删除任务、挂起任务、解挂任务、设置任务优先级等功能。通用计算机的操作系统追求的是最大的吞吐率,为了达到最佳整体性能,其调度原则是公平,采用Round-Robin或可变优先级调度算法,调度时机主要以时间片为主驱动。而嵌入式操作系统多采用基于静态优先级的可抢占的调度,任务优先级是在运行前通过某种策略静态分配好的,一旦有优先级更高的任务就绪就马上进行调度。

4.2 内存管理

嵌入式操作系统的内存管理比较简单。通常不采用虚拟存储管理,而采用静态内存分配和动态内存分配(固定大小内存分配和可变大小内存分配)相结合的管理方式。有些内核利用MMU机制提供内存保护功能。通用操作系统广泛使用了虚拟内存的技术,为用户提供一个功能强大的虚存管理机制。

4.3 通信、同步和互斥机制

这些机制提供任务间、任务与中断处理程序间的通信、同步和互斥功能。一般包括信号量、消息、事件、管道、异步信号和共享内存等功能。与通用操作系统不同的是,嵌入式操作系统需要解决在这些机制的使用中出现的优先级反转问题。

4.4 中断管理

一般具有以下功能:安装中断服务程序;中断发生时,对中断现场进行保存,并且转到相应的服务程序上执行;中断退出前,对中断现场进行恢复;中断栈切换;中断退出时的任务调度

4.5 时间管理

提供高精度、应用可设置的系统时钟,该时钟是嵌入式系统的时基,可设置为十毫秒以下。提供日历时间,负责与时间相关的任务管理工作如任务对资源有限等待的计时、时间片轮转调度等,提供软定时器的管理功能等。通用操作系统的系统时钟的精度由操作系统确定,应用不可调,且一般是几十个毫秒。

4.6 任务扩展功能

任务扩展功能就是在内核中设置一些Hook的调用点,在这些调用点上内核调用应用设置的、应用自己编写的扩展处理程序,以扩展内核的有关功能。Hook调用点有任务创建、任务切换、任务删除、出错处理等。

5 嵌入式系统的发展趋势

以信息家电为代表的互联网时代嵌入式产品,不仅为嵌入式市场展现了美好前景,注入了新的生命;同时也对嵌入式系统技术,特别是软件技术提出新的挑战。这主要包括:支持日趋增长的功能密度、灵活的网络联接、轻便的移动应用和多媒体的信息处理,此外,当然还需对付更加激烈的市场竞争。

面对这些需求,嵌入式系统的主要发展趋势还有以下几点:一是形成行业标准———行业性嵌入式软硬件平台的趋势;二是SOC将成为应用主流的趋势;三是嵌入式应用软件的开发需要强大的开发工具和操作系统的支持;四是嵌入式系统联网成必要趋势;五是嵌入式系统向新的嵌入式计算模型方向发展。

参考文献

[1]Wolf W.嵌入式计算系统设计原理[M].孙玉芳,译.北京:机械工业出版社,2002.

[2]Berger A.嵌入式系统设计[M].吕骏,译.北京:电子工业出版社,2002.

[3]刘乙成,周祖成,陈尚松.SOC片上总线技术的研究[J].半导体技术,2003,28(2).

[4]刘鑫,周金莲.CompactPCI总线工控机技术的现状与应用[J].电子技术应用,2002(7).

嵌入式系统发展趋势 篇3

【摘 要】嵌入式系统已经有了近50年的发展历史,它为自动化控制开辟了广阔的发展空间。本文主要就嵌入式控制系统的一些应用领域做简单的说明,并介绍其发展趋势。

【关键词】嵌入式 控制系统

【中图分类号】TP393 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158(2013)03-0095-01

从20世纪70年代单片机的出现到今天各式各样的嵌入式微处理器、微控制器的大规模应用,由于嵌入式系统具有功能强大、开发方便的优点,目前已经得到广泛的应用,同时,随着信息化时代的到来,用户对嵌入式生产厂商提出了更高的要求,嵌入式控制系统将会有更大的发展。

1嵌入式系统的介绍

1.1定义:根据英国电器工程师协会(U.K. Institution of Electrical Engineer)的定义,嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。

1.2系统结构:嵌入式系统有硬件和软件两大部分组成。

a.硬件包括微处理器、存储器、 外部设备和I/O口、图形控制器等。

b.软件部分包括操作系统,和应用程序。

1.3特点:系统内核小、系统精简、高实时性和高可靠性、智能化和网络化、专用性强、需要有专用的开发工具和环境等。

2嵌入式控制系统应用领域

嵌入式系统以其组网灵活﹑可靠性高﹑抗干扰能力强﹑低功耗和网络容量大等特点在计算机控制领域发挥着显著的作用。嵌入式控制器体积小、可靠性高、功能强、灵活方便等许多优点,使其应用深入到各个领域,包括:工业控制、交通管理、信息家电、消费类电子产品及家庭智能管理系统、POS网络及电子商务、农业及环境工程监测、机器人领域、军事国防领域等。

2.1.工业控制。

随着工业智能化和控制对性能的要求提高,基于嵌入式工业自动化获得长足发展,目前已经有大量的8、16、32 位嵌入式微控制器在应用在如工业过程控制、数铣机床、电力系统、电网安全、电网设备监测、石油化工等系统中。另外,在工业控制器和设备控制器方面采用的嵌入式处理器往往采用16位以上的处理器,各种MCU、ARM、MIPS、DSP、FPGA、68000系列的处理器在控制器中占据核心地位。这些处理器提供丰富的接口总线资源,可以事先数据采集,数据处理,通信及显示。就传统的工业控制产品而言,低端型采用的往往是8位单片机。但是随着技术的发展,32位、64位的处理器逐渐成为工业控制设备的核心,在未来几年内必将获得长足的发展。

2.2.交通管理。

智能交通系统由交通状况监视、交通控制、交通信息采集、信息发布和通信5大子系统组成。在这些应用系统中能对交通数据进行获取、存储、管理、传输、分析和显示,以提供交通管理者或决策者对交通状况现状进行决策和研究。智能交通及其管理系统,要求系统能够在无人监控的状态下全天候不间断的进行运行,在稳定性方面的要求非常高,不允许死机的现象出现,在稳定特性方面嵌入式产品完全可以胜任。

2.3.信息家电、消费类电子产品及家庭智能管理系统。

家电行业是嵌入式应用的另一大行业,具有用户界面、能远程控制、智能管理的电器是未来的趋势。据IDG发布的统计数据表明,未来信息家电将会增长五到十倍。

而我们日常生活中必不可少的消费类电子产品则是各种嵌入式控制系统的天下,手机、MP3、录影机、平板电脑等,这些电子产品的核心部分就是嵌入式系统。

另外,在家庭智能管理系统方面,嵌有的专用控制芯片将代替传统的人工检查,并实现更高,更准确和更安全的性能。

2.4.军事国防领域。

在20实际60年代武器控制中就开始采用嵌入式计算机系统了,后来用于军事指挥控制和通信系统,所以军事国防历来就是嵌入式系统的一个重要应用领域。现在各种武器控制系统(火炮控制,导弹控制,智能炸弹制导引爆系统),坦克,舰艇,轰炸机等,各种电子产品在三军当中的运用,雷达,电子战对抗设施,野战指挥作战用各种专用设备等都可以看到嵌入式系统的影子。使用嵌入式技术的武器在伊拉克战争中就曾经被广泛使用。例子:央视报道过嵌入式系统可使老坦克行进中快准狠打击运动目标。

3嵌入式控制系统发展趋势

数字时代,信息时代使得嵌入式产品获得了巨大的飞跃契机,为嵌入式市场展现了美好的前景,在不久的将来嵌入式系统的几大发展趋势:

3.1.嵌入式开发是一项系统工程,因此要求嵌入式系统厂商不仅要提供嵌入式软硬件系统本身,同时还需要提供强大的硬件开发工具和软件包支持。

目前很多厂商已经充分考虑到这一点,在主推系统的同时,将开发环境也作为重点推广。比如WindowCE在主推系统时也提供Embedded VC++作为开发工具,还有Vxworks的Tonado开发环境,DeltaOS的Limda编译环境,而三星在推广Arm7,Arm9芯片的同时还提供开发板和板级支持包(BSP)等都是这一趋势的具体现象。这就是竞争导致的市场现象。

3.2. 信息化、网络化的要求随着带宽的提高以及因特网技术的成熟度而日益提高,当代家用电气的功能不够全面,因此必须使设备变得不再功能简单,要具备更加多样性的功能。

这就要求芯片设计厂商在芯片上集成更多的功能,单片机的设计者们采用更强大的嵌入式处理器,同时增加功能接口,如USB,扩展总线类型,如CAN BUS,加强对图形、多媒体等的处理,逐步实施片上系统(SOC)的概念。软件方面采用实时多任务编程技术和交叉开发工具技术来控制功能复杂性,简化应用程序设计、保障软件质量和缩短开发周期。

3.3.网络互联成为必然趋势。

当代的嵌入式系统更追求多通信和拓展性,因此要求接口的复杂化和多样化,在硬件上支持网络互联成为必然。以往的单片机系统涉足网络的内容并不多,新的嵌入式处理器已经开始内嵌各种网络接口,支持IEEE1394、TCP/IP协议、IrDA、Bluetooth CAN或USB通信接口,同时也需要提供相应的物理层驱动软件以及通信组网协议软件。软件方面可以在设备上嵌入Web浏览器,也可以在系统内核支持网络模块,实现各种网络资源的综合运用。

3.4.精简系统算法、内核,降低功耗和软硬件成本。

未来的嵌入式产品是软硬件紧密结合的设备,为了减低成本和功耗,只保留和系统功能紧密相关的软硬件,需要设计者尽量精简系统,用最低的资源实现必须的功能,这就要求设计者不断改进算法并最大程度的优化编译性能,选用最佳的编程模型。

3.5.提供友好的多媒体人机界面。

用户与嵌入式设备能零距离接触,最重要的因素就是它能提供非常友好的用户界面。图像界面,灵活的控制方式,这要求使得嵌入式软件设计者要在图形界面,多媒体技术上花费更多的精力。语音拨号上网、手写文字输入、收发电子邮件以及图像、彩色图形都会使使用者获得更好的感受。

4总结

嵌入式控制系统因其强大的功能以及高可靠性而被应用在各种领域,巨大的市场需求推动着嵌入式系统的迅猛发展。随着时代的进步,人们对产品的要求越来越高,这将会对嵌入式供应商提出了更高的挑战,但这也是一个难得的机遇,它将会促使嵌入式控制系统不仅从数量上还有质量上发生质的改变。

参考文献:

嵌入式系统发展趋势 篇4

一、国外现状

1、欧盟(1997)

1997 年由于疯牛病的蔓延,欧盟各国开始了对牛肉质量跟踪与追溯系统的研究和建设,2004 年,要求在欧盟范围内销售的所有食品都能够进行跟踪与追溯,否则不允许上市销售。

2、日本(2003)

日本政府在牛肉生产供应制中全面导入信息可追溯系统,并在商品的流通器上安装IC 芯片卡,消费者可在店铺的终端上通过互联网输入包装盒上的牛身份证号码,获取所购商品的系列信息。

3、美国(2002)

FDA 公布了《食品安全跟踪条例》,要求所有涉及食品生产、运输、配送和进口的企业要建立并保全相关食品流通的全过程记录。

二、国内现状

1、蔬菜产品(2004)

我国关于食品追溯体系的研究始于2002 年,2004 年由北京市农业局和河北省农业厅共同承担农业部的进京蔬菜产品质量溯源制度试点项目”,向北京市新发地和大洋路两个批发市场供货。

2、肉制品(2005)

福建省首个肉品质量查询系统于2005 年8 月在厦门市正式开通,这种系统可让消费者获知肉品生产经营的系列信息。

3、婴幼儿配方乳粉(2013)

2013 年5 月31 日,国务院提出按照严格的药品管理办法监管幼儿奶粉质量,采用电子监管码等手段,做到全程可追溯,各省陆续开展电子信息追溯系统,实现流通环节的全程监管,确保对产品能够快速辨别真伪。

三、发展趋势

对于追溯系统,从国外至国内的发展现状显示,国家政策法规不断地完善以及对从2009 年至2014 年全国奶制品防伪、防窜货系统的市场规模以300% 的递增速度表明食品追溯系统的建立及实施是一种必然趋势。科技在不断发展,智能手机迅速普及。据统计微信的注册用户已经突破6 亿人。这就为我们的一种全新的科技产品的面市打下了良好的基础。一种基于二维码扫描就能轻松辨别真伪和原产地“源品汇追溯系统”应运而生。

铁路信号系统新技术的发展趋势 篇5

近20多年来,在运输市场激烈竞争的压力下,各国铁路,特别是发达国家铁路为实现提速、高速和重载运输,积极引进采用新技术,大幅度提高了现代化通信信号设备的装备水平,新型技术系统不断涌现。

一、故障-安全技术的发展随着计算机技术、微电子技术和新材料的发展,故障—安全技术得到了飞速发展。高可靠性、高安全性的故障—安全核心设备出现了“二取二”、“二乘二取二”和“三取二”等不同结构形式,其同步方式有软同步和硬同步。西门子公司、阿尔斯通公司、日本京山公司、日本日信公司等推出了不同类型的采用硬件同步方式的安全型计算机。

故障—安全技术的提高为高可靠和高安全的铁路信号系统的发展打下坚实的基础。

二、高水平的实时操作系统开发平台

实时操作系统(RTOS,Real Time Operation System)是当今流行的嵌入式系统的软件开发平台。RTOS最关键的部分是实时多任务内核,它的基本功能包括任务管理、定时器管理、存储器管理、资源管理、事件管理、系统管理、消息管理、队列管理、旗语管理等,这些管理功 能是通过内核服务函数形式交给用户调用的,也就是RTOS的应用程序接口(API,A lication Programming Interface)。在铁路、航空航天以及核反应堆等安全性要求很高的系统中引入RTOS,可以有效地解决系统的安全性和嵌入式软件开发标准化的难题。随着嵌入式系统中软件应用程序越来越大,对开发人员、应用程序接口、程序档案的组织管理成为一个大的课题。在这种情况下,如何保证系统的容错性和故障—安全性成为一个亟待解决的难题。基于RTOS开发出的程序,具有较高的可移植性,可实现90%以上设备独立,从而有利于系统故障—安全的实现。

另外一些成熟的通用程序可以作为专家库函数产品推向社会,嵌入式软件的函数化、产品化能够促进行业交流以及社会分工专业化,减少重复劳动,提高知识创新的效率。

在铁路这样恶劣工作环境下的计算机系统,对系统安全性、可靠性、可用性的要求更高,必须使用安全计算机,以保证系统能安全、可靠、不间断地工作。而安全计算机系统的软件核心就是RTOS。目前,英国的西屋公司(Westinghouse)已经在列车运行控制系统中采用了RTOS,瑞典也有很多铁路通信和控制系统采用OSE实时操作系统。

采用实时操作系统可以满足如下性能或特性:

提高系统的安全性。实时操作系统可以成为整个软件系统的中间件,即实时操作系统通过驱动程序与底层硬件相结合,而上层应用程序通过API和库函数与实时

操 作系统相结合。实时操作系统完成系统多任务的调度和中断的执行,这样系统的安全模块和非安全模块将会得到有效的隔离,RTOS可以很好地解决硬件冗余模块 的同步问题。

满足系统实时性的要求。列车运行控制系统要求的是硬实时响应,实时性要求非常高,如果在系统中选用实用操作系统开发该系统的软件,会对该系统的实时性指标的提高有很大帮助。

缩短了新产品的开发周期。由于RTOS提供了系统中的多任务调度、管理等功能,在此基础上用户只需开发与应用对象相关的应用程序,所以缩短了新产品的开发周期,降低了设备的成本。RTOS还具有开发手段可靠、检测手段完善等特点。

充分发挥实时操作系统可移植性、可维护性强等优势。

采用RTOS后,一旦系统需要升级,只需改动力量程序,而不像以前系统需要重新进行设计,体现出RTOS再开发周期短,升级能力强的优点。

三、数字信号处理新技术的应用随着铁路运输提速、重载的发展,基于分立元器件和模拟信号处理技术的传统铁路信号设备越来越满足不了铁路运输安全性和实时性的要求。

因此,全面引进计算机技术,利用计算机的高速分析计算功能,来提高信号设备的技术水平已非常紧迫。数字信号处理技术(D ,Digital Signal Proce ing)的出现为铁路信号信息处理提供了很好的解决方法。

与模拟信号处理技术相比较,数字信号处理技术具有更高的可靠性和实时性。数字信号处理的频域分析和时域分析的两种传统分析方法有着各自的优缺点。频域分析 的优点是运算精度高和抗干扰性能好,而缺点是在强干扰中提取信号时容易造成解码倍频现象,例如将移频的低频11Hz误解成22Hz;时域分析的优点是定型 准确,而缺点是定量精确地剔除带内干扰难度大。

随着数字信号处理技术的新发展,在铁路信号处理中引入了新的实用技术,如ZFFT(ZOOM-FFT)、小波信号处理技术、现代谱分析技术等。

目前,我国的轨道电路的信号发送、接收以及机车信号的接收普通采用了数字信号处理技术,日本的数字ATC和法国UM2000数字编码轨道电路也都采用了数字信号处理技术。

四、计算机网络技术的发展随着计算机网络技术的飞速发展,实施企业网络化管理已成为企业实现管理现代化的客观要求和必然趋势。

铁路信号系统网络化是铁路运输综合调度指挥的基础。在网络化的基础上实现信息化,从而实现集中、智能管理。

网络化。现代铁路信号系统不是各种信号设备的简单组合,而是功能完善、层次分明的控制系统。系统内部各功能单元之间独立工作,同时又互相联系,交换信息,构成复杂的网络化结构,使指挥者能够全面了解辖区内的各种情况,灵活配臵系统资源,保证铁路系统的安全、高效运行。

信息化。以信息化带动铁路产业现代化,是铁路发展的必然趋势。全面、准确获得线路上的信息是高速列车安全运行的保证。因而现代铁路信号系统采用了许多先进的通信技术,如光纤通信、无线通信、卫星通信与定位技术等。

智能化。智能化包括系统的智能化与控制设备的智能化。

系统智能化是指上层管理部门根据铁路系统的实际情况,借助先进的计算机技术来合理规划列车的运行,使整个铁路系统达到最优化;控制设备的智能化则是指采用智能化的执行机构,来准确、快速地获得指挥者所需的信息,并根据指令来指挥、控制列车的运行。

近年来,我国铁路行业已成功地推广应用了原TMIS和DMIS(现称TDCS)等系统,在利用信息技术方面取得了长足的进步。具有代表性的列车调度指挥系统TDCS,以现代信息技术为基础,综合运用通信、信号、计算机网络、多媒体技术,建立了新型现代化运输调度指挥系统(铁道部、铁路局、基层信息采集网)。

五、通信技术与控制技术相结合随着计算机技术(Computer)、通信技术(Communication)和控制技术(Control)的飞跃发展,向传统的以轨道电路作为信息传 输媒体的列车运行控制系统提出了新的挑战。综合利用3C(Computer、Communication、Control)技术代替轨道电路技术,构成新 型列车控制系统已成必然。用3C技术代替轨道电路的核心是通信技术的应用,目前计算机和控制技术已经渗透到列控系统中,称为“基于通信的列车运行控制系统 ”(CBTC,Communication Based Train Control)。

如上所述,世界发达国家陆续试验的CBTC系统有ATCS、ARES、ASTREE、CARAT、FZB等。所有上述各类系统,均具有两个基本特点:列车与地面之间有各种类型的无线双向通信。可分为连续式和点式的。其中又可分为短距离传输(指1m以内)和较长距离传输(远至几公里至几十公里)的移动 通信。它们仍然保留闭塞分区,其中最简易方式CBTC仍采用固定的闭塞分区,但是闭塞分区的分隔点不是用轨道电路的机械绝缘节或电气绝缘节(如无绝缘轨道电 路),而是用应答器或计轴器,或其他能传送无线信号的装臵构成分隔点,这种简易形式仍然保留固定长度的闭塞分区(FAS,Fixed Aotoblock System),简称为 CBTC—MAS。

在CBTC中进一步发展的闭塞分区不是固定的,而是移动的(MAS,Moving

Autoblock System),简称CBTC-MAS。被欧洲联盟采用的ERTMS/ETCS的2级和3级是当前CBTC的代表。

ERTMS/ETCS经过多个试验项目的测试和认证后,进行了商业项目的建设,德国铁路计划到2021年在所有的高速铁路装备ETCS2级设备。表1-2给出了其他欧洲国家铁路正在建设或已投入商业运营的ERTMS/ETCS商业项目。通信技术与控制技术的结合重新规划了铁路信号系统的结构与组成,为列车运行控制的未来发展开辟了新开地。

六、通信信号

一体化随着当代铁路的发展,铁路通信信号技术发生了重大变化,车站、区间和列车控制的一体化,铁路通信信号技术的相互融合,以及行车调度指挥自动化等技术,冲破了功能单

一、控制分散、通信信号相对独立的传统技术理念,推动了铁路通信信号技术向数字化、智能化、网络化和一体化的方向发展。

从铁路信号系统纵向发展看,德国已经形成从LZB、FZB发展到ERTMS的发展趋势。LZB利用轨道电缆环线传输列车运行控制系统行车指令和速度指令机 车信号,取消地面闭塞信号机,保留闭塞分区,列车按固定闭塞方式(即FAS)运行。FZB是基于无线的列车运行控制系统,是新一代移动自动闭塞系统(即 MAS),其目的是实现低成本、高性能的列车运行控制系统,并已加入ETCS。ERTMS/ETCS(欧洲铁路运输管理系统/欧洲列车控制系统)是欧盟支 持的统一的行车控制系统,采用GSM—R作为传输系统,其成功应用将进一步推动铁路通信信号的技术进步,加快实现铁路通信信号一体化的进程。

从信号系统的横向发展来看,日本新干线在1995年成功开发和投入运行的COSMOS系统,则是通信信号一体化的又一个成功案例。该系统包含运输计划、运 行管理、维护工作管理、设备管理、集中信息管理、电力系统控制、车辆管理、站内工作管理等8个子系统,以通信信号一体化技术,实现中心到车站各子系统的信 息共享,并使系统达到很高的自动化水平。

另外成功地应用了安全光纤局域网,使之成为联锁系统、列车运行控制系统的安全传输通道,达到通信技术与信号安全技术的深度结合,实现了通信信号一体化。

通信信号一体化是现代铁路信号的重要发展趋势,铁路信号技术发展所依托的新技术,如网络技术,与通信技术的技术标准是一致的,属于技术发展前沿科学,为通信信号一体化提供了理论和技术基础。在借鉴世界各国经验的基础上,结合中国国情、路情,我国已制定了中国统一的CTCS技术标准(暂行)。

七、安全性与可靠性分析

保证铁路运输的安全,要求铁路信号系统具有高可靠性和高安全性。安全评估理论的建立与推广为定量评估铁路信号系统的可靠性和安全性提供了重要手段。

在故障—安全理论的发展上,20世纪90年代初,IEC(International

Electrician Committee,国际电工委员会)将故障—安全的概念进行了量化,制定了安全相关系统的设计和评估标准IEC61508。该标准提出了安全相关系统的 “安全完善度等级(SIL,Safety Integrity Level)”的概念,它是一个对系统安全的综合评估指标。

IEC61508对安全系统提出了如下要求:

功能性(Functionality),包括容量和响应时间;

可靠性和可维护性(Reliability and Maintainability);

安全(Safety),包括安全功能和它们相关的硬件/软件安全完善度等级(SIL);

效率性(Efficiency);

可用性(Usability);

轻便性(Portability)。

随后欧洲和日本相应地以IEC61508标准为基础,制定了相关的信号系统的设计评估标准以及安全认证体系。

欧洲电工标准委员会(CENELEC)基于IEC61508标准为基础,附加列车安全控制系统的技术条件制定了一些安全相关系统开发和评估的参考标准。这些标准包括:

EN50126铁路应用:可信性、可靠性、可用性、可维护性和安全性(RAMS)规范和说明;EN50129铁路应用:

信号领域的安全相关电子系统;

EN50128铁路应用:铁路控制和防护系统的软件;

EN50159-1铁路应用:在封闭传输系统中的安全通信;

EN50159-2铁路应用:在开放传输系统中的安全通信。

1996年3月,日本铁道综合技术研究所颁布了“列车安全控制系统的安全性技术指南”,该标准也是以IEC61508为基础,并吸收了日本计算机控制的铁道信号系统的经验而制订的。

八、信号系统的规范化和标准化

随着全球经济一体化的发展,铁路信号系统市场也出现了全球一体化,主要体现在技术规范和安全规范的全球化,如ERTMS/ETCS。

“统一规范、统一标准”是铁路信号系统的发展方向。信号系统的规范化和标准化的制定(如欧洲铁路运输管理系统ERTMS规范),体现了以下的优势:

新产品开发费用低;

由于规范化和标准化的制定考虑了系统的连续性,所以新产品能与老系统兼容;

规范明确定义所有接口(机械、电器、逻辑)标准,系统实现了模块结构,从而实现设备的互通互连;

压力机液压系统的发展趋势 篇6

德国Wickert机器制造股份有限公司在液压系统的革新中一直处于领先地位,从其在新一代压力机液压系统中所做的改进和补充中就可见一斑。

现代压力机液压系统的改进和补充

真空室压力机新型液压系统的特点是:

● 采用压力和回转角控制的电液压轴向柱塞泵提高了可重复性。

● 所有标准运行功能均可自由选择力和速度。

● 通过提高运行速度缩短了机器循环周期。

● 采取有效的过滤提高了运行安全性。

● 采用无泄漏连接技术提高了密封性。

● 降低工作压力提高了单个部件的寿命。

● 改善了对液压系统的维护。

● 供货时间短——通过液压系统的标准化达到了最大的灵活性;

● 通过有针对性的选择部件降低了运行噪声。

为了能够达到始终如一的高质量,可重复性极为重要。采用具有封闭式压力调节回路的最现代化的泵,用户可以在15~280bar(1bar=105Pa)的压力范围内,达到±0.75bar的压力控制精度,对于一台5000kN的压力机来说,这相当于±15kN的力公差。

良好的可重复性保证质量

此外,还可以在连续铸造的压铸过程中使用具有同样高精度的恒定力。同时,还可以根据制造过程的不同,选择使用上升的或者下降的动力曲线。之所以能够做到这一点,是因为专门为Wickert公司研制了卸压组件。在负载下的位移停止精度方面,不久前所做的试验达到了±0.01 mm的停止精度,这反应了调节系统的动作之快。速度控制或流量调节是经过对泵的偏转角控制进行的,而泵的偏转角是利用位移传感器进行测量的。从0到最大供给容量的调节速度约为60m/s。

另一个重要的标准是程序的可移植性。程序的可移植性是指机器Ⅰ上的模具A可以同样精确地在机器Ⅱ或机器Ⅲ上工作。因而必须保证泵的基本调节绝对一致,通过在安装调试运营时投入的测量工作可以保证这一点。测量液压参数及其后续处理情况,是确保调试运营和故障排除的基础。所以说,采用现代化的辅助工具进行系统的故障查找,对于今天的售后服务技术人员来说是不可或缺的。

过程迅速运行中如开关的阀门、汽缸的冲程、压力的最大值、差压的变化和流量的变化,都可以同时进行测量和分析处理。所有液压系统的参数,如压力、差压、流量和液压功率,都可以进行测量、显示、存储和继续处理。动态存储管理装置可确保对压力峰值的测量在1s内的扫描速率达1000个测量,

一个图表中可以显示 16个不同的曲线。曲线的推移可以对液压系统进行精确的分析。

通过在标准状态下对光学系统、力和速度的自由预选,用户还可以在操作器上对排出力或分离力进行调节并将其存诸起来,不需要在液压系统上进行调节。对速度、压力和位移情况的所有输入均可在操作台上进行。通过对压力和流量的调节,还可以对功能进行事后补充,只要这些功能无需与当前的运动同时进行。

另一个重要之处是,通过提高运行速度缩短了机器的周期循环。由于采用了相应快速调节系统的泵,SPS中循环周期明显缩短,这样的速度在几年前也还只是梦想。在冲程较短时的打开和闭合速度也可以达到300mm/s,通过对加速度和延迟坡度的编程,可以毫无问题地做到这一点。移动工作台的速度最大达到 500mm/s,而压力机不会产生振动。

在购进新型结构系列的机器时,液压系统有两种功率级可供选择,比如WKP 3000 S型合模力为3000kN的Wickert公司压缩压力机是柱型结构系统,可用这种汽缸进行预变形处理;又如采用WKP 8000 S型压力机,在速度为100 mm/s时可以产生600kN的力。由初压到主压级的转换视压力而定,这样可以避免压力路径过长,由此可以达到秒级的节省时间。

空气过滤器防止介质污染

如今,有效的过滤比以前任何时候都更成为液压系统发挥正常功能的关键所在。为了保证功能正常,避免各种液压设备的磨损,需要严格遵守有关纯度等级的规定。根据经验,液压设备上过早出现的故障有半数以上的原因在于液压液体被污染。Wickert公司的机器装有三重过滤,其组成有空气过滤器、压力过滤器和回流反冲过滤器。压力过滤器和回流反冲过滤器上装有电子污染显示器。

以抽吸法工作的全液压机器,正确确定空气过滤器的规格对压力介质长期保持纯度具有决定性的意义。例如在WKP 500型设备上,冲程为5000mm时空气流量大约为3530l/min。过滤器的精度绝对值为10μm或5μm。

压力过滤器可防止污染微粒进入液压系统中。通过控制压力曲线的下降和管道系统去减压,以避免出现减压冲击,因而有必要采用可转换的压力过滤器。这就是说,必须能够向泵的方向流注,而不必冲洗过滤器元件。回流反冲过滤器的任务是,在某个构件损坏时,比如某个阀门或某个汽缸损坏时,防止由此产生的微粒进入到油箱里。这样可以保证使别的液压部件,比如泵不再被损坏。

一套设备的密封性是无故障工作的基本前提。在这方面该公司采取了如下措施,以满足客户的需求:

(1)改用扩管式管接头及软密封元件。密封采用的是O形环,这样在压力交变负荷时也能保证有很强的密封作用(不仅在压力侧采用扩管式管接头,而且在回流系统中也采用这种管接头,这是Wickert公司产品的商品标志)。

(2)基本放弃使用软管道。只有在由于振动,比如在泵上或由于汽缸的运动而有必要的地方才使用软管道。因为软管道容易自然老化,故其使用期限有限。所以软管道一般每6年更换一次。可重复性高,可自由选择力和速度;有效的过滤明显提高了运营的安全性;低工作压力延长使用寿命。

嵌入式系统发展趋势 篇7

嵌入式数据库是一种具备了基本数据库特性的数据文件, 它与传统数据库的区别是:嵌入式数据库采用程序方式直接驱动, 而传统数据库则采用引擎响应方式驱动;嵌入式数据库的体积通常都非常小, 这使得嵌入式数据库常常应用到移动设备上。嵌入式数据库的技术特点如下:

1) 嵌入性与移动性。嵌入性是嵌入式数据库的基本特性。嵌入式数据库不仅可以嵌入到其他的软件当中, 也可以嵌入到硬件设备当中。Empress的方法之一就是使数据库以组件的形式存在, 数据库操作并不要求进程间通信, 而且其对所有数据的操作都使用应用编程接口, 不需要对某种查询语言进行解析, 也无须生成解析计划。具有嵌入性的数据库通常具有比较好的移动性, 但是具有比较好的移动性的数据库不一定具有嵌入性。

2) 实时性。实时性和嵌入性是分不开的。要想嵌入式数据库具有很好的实时性, 必须做很多额外的工作。比如:Empress实时数据库将嵌人性和高速的数据引擎、定时功能以及防断片处理等措施整合在一起, 来保证最基本的实时性。

3) 灵活性。当前的嵌入式数据库产品大多具有很强的灵活性, 支持多种开发平台, 面向多种开发工具, 预留灵活的开发接口。

4) 伸缩性。伸缩性在嵌入式场合显得尤为重要。首先嵌入式场合硬件和软件的平台都是千差万别的, 基本都是客户根据需要自己选择的结果。

除此之外, 嵌入式数据库肯定要具备企业级数据库所具有的一些共性。比如, 一致性是数据库所必需的特性。安全性也是必不可少的。在保证物理信息本身安全的同时, 也要保证用户私有信息的安全。

2 SQLite嵌入式数据库

嵌入式移动数据库技术目前已经从研究领域向更广泛的应用领域发展, 各种嵌入式数据库产品纷纷涌现。其中SQLite是一个开源的嵌入式关系数据库, 移植性好, 易使用, 高效, 可靠。与普通数据库不同的是SQLite嵌入到使用它的应用程序中, 它们共用相同的进程空间, 而不是两个不同进程。SQLite数据库的设计目标是嵌入式, 而且目前已经在很多嵌入式产品中使用, 它占用资源非常低。

在Android应用程序中使用SQLite, 必须自己创建数据库, 然后创建表、索引、插入数据。Android提供了一个方便的类SQLite Open Helper帮助开发者创建数据库。Android平台下管理SQLite数据库, SQLite附带一个命令行管理工具, 命令行可以管理数据库全部功能。在Android平台下进入SQLite数据库命令行有些麻烦, 需要首先进入模拟器的shell (注意要先启动模拟器) , 然后在shell下输入指令sqlite3<数据库文件名>进入sqlite的命令行。

数据库可以提供任意种可能的数据存储方式, 但能够让你如愿地获取所需的数据才是其最强大之处。这基本上与设计适当的数据库模式 (schema) 息息相关, 也得益于具有一定技巧的SQL查询, 当然大多数的查询都是通过SELECT表达式实现的。Android提供了许多查询应用程序数据库的方法。你可以运行原始的SQL查询表达式 (字符串) , 或者使用“SQL表达式生成辅助类”来生成适当的查询表达式, 也可以将后端 (backend) 的数据库直接同某些特定的用户界面Widget相绑定。

3 嵌入式数据库技术发展趋势

嵌入式数据库技术的许多特性, 都与信息时代不断进步的需求相吻合, 有着广阔的发展空间。未来的嵌入式数据库有以下三大发展趋势。

3.1 智能化和主动化

以往的嵌入式数据库往往是以存储为目的的被动型数据库, 只能被动地接受操作系统和应用程序的调用来执行相应的动作。能够根据数据库中存储的情况和自身特点, 适当地做出优化来满足不同条件下应用需求的智能化、主动型嵌入式数据库是未来研究的热点。

3.2 嵌入式数据库的可靠性

随着高档电子消费品日益受到人们的青睐, 能够对视频、音频、文字、图像进行存储和快速检索的嵌入式数据库将具有更大的市场。嵌入式数据库的应用越来越广泛, 也越来越复杂, 因此可靠性的提高也是至关重要的一环。高性能、高可靠性、具有实时处理和自动恢复功能的嵌入式数据库, 已成为众多移动应用的基础支撑, 它的应用能极大地提高数字化产品的附加值。

3.3 时空数据库

导航设备、水文、地质、地形地貌相关电子产品的快速发展, 迫切需要能够同时处理时间和空间数据的时空数据库。当然, 除了上述嵌入式数据库的发展方向以外, 还有很多新的方向, 例如当前盛行的云嵌入式数据库等。互联网的“深度”联网和普适计算“纵向”普及所带来的计算挑战, 将推动嵌入式软件技术向“纵深”发展, 催生新型嵌入式软件系统。嵌入式数据库与企业内部信息的同步管理将得到发展。网络的快速发展会带动网络和嵌入式数据库实现远程和同步的数据管理, 这些都是嵌入式数据库技术发展趋势。

参考文献

[1]郑红剑, 王春秀.嵌入式数据库的现状和未来[J].信息通信, 2011 (2) .

浅析未来会计信息系统的发展趋势 篇8

【关键词】会计信息系统 信息技术 体系结构 发展趋势

纵观会计信息系统的发展过程,每一次企业内外部竞争环境、信息环境的重大改变都会引起会计信息系统的设计思想及运作形式的变化。网络经济时代的到来使企业的经营环境发生了剧变,未来的会计信息系统不再是简单的手工会计的模仿,而是充分利用先进信息技术,对企业的会计原理、工作流程和方法进行重新构建,以适应企业瞬息万变的管理要求,同未来的社会、经济和技术环境相适应的崭新系统。

一、未来会计信息系统支持会计核算的多元化要求

会计信息系统的建立和运行需要以会计核算方法的发展为依托,信息技术的发展又为会计方法的发展和应用带来了机遇。当前的传统会计面临很多挑战,其核算方法单一、信息滞后等已成为不争的事实。满足信息使用者多方面的需要,就要求会计理论、目标、核算方法在实践中呈现多元化。当前大多数会计软件实现的仅仅是手工核算的自动化,而未触及规程的根本变革。这种单一的会计核算处理流程虽然在内部牵制方面发挥了一定作用,但延迟了信息处理时间,造成了信息滞后。以前由于核算技术、核算成本的限制而无法将一些新的会计理论及时应用于实践,现在先进的信息技术显然已经提供了这样的可能。不管会计理论最终怎样形成一个新的体系来适应信息技术发展,会计信息核算多元化将是未来的发展趋势。随着更多的信息技术的使用,会计多主体、多币种、不等距会计期间核算等成为可能和必要,计算机强大的运算功能及网络技术的发展使得会计信息系统能够支持多种核算方法同时并用,比如计量属性多样化、权责发生制与收付实现制并存、多种成本价值并存、采用多维记账法等,以满足不同使用者对信息的要求。企业不仅可以提供规范的公认标准会计信息,还可以提供所有可能的会计方法为基础的会计多种信息,使多元化会计信息的提供真正成为现实。

二、ERP与ERPII环境下的会计信息系统

目前被业内普遍接受的ERP定义来自SAP:所谓ERP就是通过信息技术等手段,实现企业内部资源的共享与协同,克服企业中的官僚制约,使得各业务流程无缝平滑地衔接,从而提高管理的效率和业务的精确度,提高企业的盈利能力,降低交易成本。未来的会计信息系统将不再专门作为一个系统独立存在,而是成为企业级信息系统的有机组成部分,与企业的生产、分销、人事、管理等子系统之间紧密结合、相互融合,突破目前孤立存在的信息岛。ERP财务系统实现了会计信息的实时处理和控制,是财务会计、管理会计和成本会计的一体化。ERPⅡ是一种新的商业战略,它由专业化的行业应用组件构建而成,通过它们支持、整合和优化企业内部以及企业之间的商务、协作运营和财务运作流程,从而创造和提升客户以及股东的价值。ERPⅡ采用了开放的应用架构,可以支持全球化的业务处理要求,强调“协同商务,应用集成”。它包含了全面而统一的功能,是ERP的一种扩展和提升。在此环境下的会计信息系统采用企业间财务核算模式和企业间财务管理模式,实现在整个价值链上企业群的信息实时、准确地采集、记录、核算、集成、共享、跟踪、反馈;并有效地实现各中心的会计管理和监控工作,进而提高整个价值链上的会计管理工作的含金量。

三、事项驱动型会计信息系统

ERP系统AIS大幅度提高了会计信息处理的效率,进一步提升会计信息的及时性,但在信息处理模式并没有发生实质性的改变。要真正体现目前的决策和信息导向的现代会计理念,就必须打破单一的、顺序化的会计业务流程,代之以全新面貌的“多维核算”和“事件驱动”的信息系统。作为现代会计理论的代表——事项法会计的思想,AIS应收集经济业务事项各个方面的信息(不像现行AIS只收集财务会计信息),并且以不同的计量属性进行反映(像现行AIS只用货币进行反映)以及以原始(即未经处理)的形式保存。REA模型则是建立基于事项法的现代AIS的基本构造方法。基于REA模型的会计信息系统最大的特点就是实现了财务数据和业务数据的有效集成,从而为财务业务一体化奠定了根基。自从REA思想提出后,在理论界和各大管理软件开发商中都得到了广泛的响应。理论界对它进行了大量的扩展,由REA模型到REAL模型,而且扩展到会计信息系统以外的其他管理信息系统领域,从而成为管理信息系统数据建模的一个标准。各大管理软件提供商在进行管理信息系统开发时,也不断渗入REAL思想。基于REAL的会计信息系统取代DCA体系的会计信息系统是一大趋势。

四、有力地支持前台的电子商务交易与支付结算

电子商务在未来企业交易中越来越重要,将传统的ERP系统加入一系列新的技术、设计、功能甚至用户界面,比如在ERP Web接口中增加复杂的安全功能,再如申请可以优先处理与ERP相关的VPN服务,使之可以基于Internet运行,IERP将ERP的应用范围扩展到全世界各个角落。作为最重要的子系统——网络化的会计信息系统则将逐步通过对交易的自动核算功能的实现来支持其前台的电子商务交易。即会计核算系统与电子商务紧密结合起来,直接在网上开展采购、销售、支付结算后能自动记录相应的各种交易信息,最后自动汇总,将物料信息、资金信息分别传送相关人员手中。资金周转加快,效率大幅提高,数据的报送方式也从过去的纸质数据到现在的网页数据,显著增强信息的时效性。

五、能够提供实时快捷的多元化网络财务报告

未来网络化发展使得业务事项发生时系统可以通过网络直接收集到有关数据信息,实现会计信息收集和业务处理一体化。会计核算就能从事后的静态核算转为事中的动态核算,加上计算机的强大处理能力和网络的传输能力,信息使用者只要需要,无需等到会计期末就可生成所需的即时会计信息。这种实时化事中动态的连续性报告,极大地丰富了会计信息的内容,提高了信息的质量和价值。现在来看这应该是很容易实现的。相对来说,多元化报告的实现则困难些。未来报告将普遍基于可扩展企业报告语言(XBRL)格式,这种技术在国外一些著名企业已逐步采用,它对所报告的数据还标记上具体含义,可以方便地进行数据的分析与查询。在最终处理时,由会计信息系统根据需要,自动生成各种会计标准如收付实现制和权责发生制下的不同会计数据。未来在实现时可先以一种通用会计标准为主,尝试财务报告标准化后,再逐步实现多元化核算报告。多元化采集信息、集成存储、网络财务报告能方便即时生成多种标准的报告,这将是会计信息系统发展的又一个趋势。

六、会计信息网络化下会计信息系统风险控制体系的变革

未来的会计信息系统构架将充分基于开放的网络,从而使得保护安全的能力减弱。在网络环境下,由于各种信息都存储在非纸质媒体上,舞弊的手段以及方法更为先进,风险将更具有隐蔽性;系统即使受到侵害,也不易被发现,不仅威胁数据安全,甚至程序和硬件系统也会被破坏,风险损失更大。根据风险特点,建立有效、健全的信息系统风险控制体系势在必行。现代的会计信息系统风险控制体系将由一般控制和应用控制两部分组成。值得一提的是在建立事件驱动模式的会计信息系统时,随着企业业务流程自动化程度的提高,对业务的传统控制活动已经转变为信息系统中的一种自动的控制。因此,建立信息系统的同时必须考虑、研究和设计内控过程的嵌入,以实现企业业务流程、会计工作流程、信息流程和内控流程的集成。面临内部控制机制的研发完善是建立现代会计信息系统的一个重要内容。其它典型如业务授权问题、职责分离问题、监督问题、会计记录与信息安全问题、访问控制问题、独立复核问题、电子商务和网络经营的特出安全问题等,都为会计信息系统的研发完善提出了新的要求。

【参考文献】

[1]杨周南:会计信息系统——面向财务业务一体化[M],电子工业出版社,2006.

[2]薛云奎、饶艳超:会计信息系统[M],复旦大学出版社,2005.

[3]张永雄:新一代会计信息系统的构造理论与应用方法探析[J],中国管理信息化,2006(9).

[4]毛元青:基于REA模型的会计信息系统[J],哈尔滨商业大学学报,2006(4).

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