嵌入式计算机论文

嵌入式计算机论文（精选11篇）

嵌入式计算机论文 篇1

Moxa嵌入式计算机为电力变电站的后台机需求提供了嵌入式计算定制化的服务和完整的解决方案。

应用需求

后台机需基于X86高效能的CPU, 以确保满足SCADA系统的运行;后台机需要提供多个串口, 包括RS-232和RS-422/485串口, 以连接现场多个终端设备和打印机;电力现场通常采用双网冗余架构, 后台机需要内置双以太网端口用于建立网络冗余, 确保系统的可靠和不间断的工作;由于在电力环境中运行, 产品必须支持100/220VA C/VDC电源输入、机架式导轨安装等方式, 此外, 还必须有效防御现场的强EMI/EMS干扰。

MOXA解决方案

相较于传统的工控机, V2402 (RACK) 在体积和内在布局上, 都具有极大的优势。嵌入式计算机内部采用了无风扇、无飞线的设计, 极大程度上降低了故障点, 使得整个产品和系统都更为可靠。此外, V2402 (RACK) 采用了工业D O M盘存储, 使数据更加安全。以上这些特点完全满足变电站自动化系统S C A D A后台机的需求。

为什么选择Moxa?

专业快速的响应和客制化服务;模块化嵌入式计算机, 具有多种接口类型设计, 功能强大、变化灵活;机架式安装方式, 易于安装和系统管理;宽电源输入范围;无风扇, 无硬盘, 低功耗设计, 提升产品稳定可靠性。

V2402 (RACK)

CPU:Intel Atom N270 1.6 GHz;2个千兆以太网口, 2个RS-232/422/485串口, 2个USB口;支持双显, 支持D V I-I和V G A格式;支持C F卡插槽, 板载S A T A接口和IDE接口;电源输入范围:100~240 AC/DC;机架式安装方式。

嵌入式计算机论文 篇2

索

计算机专业嵌入式课程教学改革探索

牛芗洁

（北京农学院计算机与信息工程学院，北京102206）

摘要：近年来国内高校计算机、电子、软件等专业针对市场需求，开设了嵌入式方向相关课程，笔者结合实际教学经验，针对嵌入式课教学中存在的若干问题，提出自己独特的见解，对农林院校嵌入式课程实践教学改革和创新进行了深入的探讨，对具有其他办学特色的地方院校有一定的借鉴意义。

关键词：嵌入式教学；实践；自主互助学习

一、存在的问题

随着技术的快速发展和对嵌入式行业人才的持续需求，各个高等院校纷纷开设了嵌入式相关课程，然而在培养目标、课程设置、教学方法等教学关键因素中均存在若干问题。现将本人在计算机科学与技术专业嵌入式方法教学过程中存在的问题提出自己的一些想法。

1.市场人才要求和高校毕业生素质之间的差异。目前，智能化计算机领域就业市场对嵌入式从业人员的需求持续高涨，然而从高校毕业的嵌入式专业或方法的大学生中却难以真正达到嵌入式从业人员标准，甚至多数毕业生并不具备从事嵌入式开发工作的能力，即便企业录用的专业毕业生，也通常需要对其进行一段相当长时间的再培训。市场人才要求和高等毕业生素质之间的矛盾日益突出。

2.重理论讲述而轻实践环节训练。据了解，我国大多数院校的嵌入式系统本科教育仍采用以理论为主，实验为辅 的教学模式。多数学校的理论课时与实验课时的比例为3∶1或2∶1，能达到1∶1的情况很少；一般以实验室提供的嵌入式系统实验箱配套实验为基础，教师在实验中往往选用的是基础侧重验证性实验，选用的复杂和高级实验较少。

我校是在计算机科学与技术开设嵌入式方向，其作为专业方向课开设在大学三年级，前修课程为《程序设计基础》、《计算机操作系统》、《计算机组成原理》、《数字逻辑》等课程。众所周知，嵌入式方向所涉及的实验都是以系统层面为基础，每个实验均需要投入较多时间来完成，因此实验学时需求较大，而从整体课程体系来看，确实存在理论部分内容占用较多学时的问题，目前，我校在课程设置中理论学时较小，加大了实验学时的比重，然而实验学时如何有效使用以及如何对实践环节进行外延，这是摆在我们面前一个严峻的问题。3.缺乏与企业和公司的合作。除了必要的相关课程实验项目，我们在教学过程中，发现有些实验项目与公司企业的需求有一定差异，其一，实验项目内容和市场整个行业发展之间的不协调，使得嵌入式课程的实践教学跟市场有所脱节；其二，嵌入式方向课程综合性的特征使得实验项目的实施必须得到必要的资金支持。否则在校学生接触市场的机会减少，使得嵌入式课程的实践教学缺乏必要的直观性，制约学生学习的积极性。

地方院校可以发挥其办学特点，和当地相关产业紧密联系，通过校企合作，由教师审核指导，学生动手，开展校企合作项目，这也是培养应用型人才的重要途径之一。

二、嵌入式课程体系教学设置

1.嵌入式课程特点。我校计算机科学与技术专业嵌入式方向的学生侧重从事嵌入式操作系统和应用软件的开发。我们在实际的教学过程中发现嵌入式系统开发和一般的PC机开发具有明显的差异。首先，嵌入式系统的开发往往需要根据用户的需求进行定制，而不是通

用操作，开发人员必须具备完善的知识体系；其次，嵌入式系统开发的工程性，嵌入式系统开发往往都是一个体积非常小的部件，CPU通常不采用Intelx86系列，开发工具也是专用的开发板。学生如果不通过实际动手开发一个系统模块，就很难了解嵌入式开发的基本过程，因此，实际动手能力是嵌入式课程最显著的特点。

2.我校嵌入式课程体系设置。嵌入式课程的特点使得学生必须有较完整的知识结构，因此，嵌入式课程体系的设置尤为重要，表1是我校嵌入式课程内容及时间设置情况。

表1显示，我校计算机科学与技术专业嵌入式方向专业课程从第二学年第4学期开始，从系统开发基本概念以及开发平台出发，依次对嵌入式操作系统Linux、嵌入式程序设计基础以及Java程序设计基础进行深入讲解，最后对嵌入式接口技术以及高级编程展开讲解，第四学年两个学期分别对专业实习和毕

业实习进行持续性的工程化实践教学。

三、教学改革措施与创新实践

1.注重培养创新能力。嵌入式系统的开发依托产品和市场，而设计的创新性决定了系统的价值，因此，如何通过课程加强学生创新素质培养是我们面临的难题。我们在教学过程中的措施如下：理论学时仅概要讲解基本原理和方法，要求学生充分利用课外时间，查阅各种文献资料进一步学习，学生可以根据个人兴趣有选择地对某些问题进行深入的分析研究，环境搭建以及技术要点则通过实验学时完成；将学生两人一组，要求每组必须选取至少一个实验模块，小组内进行任务分工，对实验模块所涉及的知识点以及代码编写，甚至存在的问题等，在实验学时容许的范围内进行全班范围内讲解，任务在学期初就进行认领，提前布置给学生，使学生有充分时间准备，将被动接受知识的灌输转变为主动探索思考，鼓励学生对实例所采用 的技术和方案进行不同角度的评价，深入研究实际系统，任课教师也对分组学生的任务完成给予一定的评价和考核，提高学生的学习能动性；利用实验学时6学时的综合开放实验，任课教师鼓励和引导学生积极提出自己的设计思想，并且注重设计的原创性。2.以生命期为线，规划教学体系。完整的知识结构离不开完善的嵌入式系统开发生命期的教学体系，因此嵌入式教学体系按照从下往上，从硬件到软件，从平台到应用的“三步走”思路，将嵌入式系统开发的生命周期和课程设置进行对应：①嵌入式开发环境的建立，对应课程《嵌入式软件开发导论》、《嵌入式接口技术》，着重开发平台的了解和认识，交叉编译、仿真开发环境的搭建和使用方法的掌握，这不但是嵌入式系统开发的基础，也是实际工程项目的开始。②基于嵌入式操作系统的软件开发，对应课程《嵌入式操作系统》、《嵌入式程序设计基础》，包括应用开发和核心编写代码，是实际工程项目

中的应用程序设计的基础。③嵌入式综合应用的开发，对应课程《嵌入式高级编程》、《Java程序设计》，包括农业移动多媒体、农业生产嵌入式图形应用、智能农业等复杂的复合型应用的开发，直接面向实际工程项目。

这完整的嵌入式课程实验体系，不仅使得教师可以在各个层面对学生的实践能力进行培养，并且可以帮助学生更清晰地理解嵌入式系统的全貌，对嵌入式系统有更加深入的认识。

3.强化实践教学。教学内容以及硬件平台是影响实践教学的重要因素，也是强化实践教学的两个关键方面。我校教学平台是购买市面上现成的通用型实验开发箱，按照厂家提供的内容来授课，实验课程初期，学生的实践环节受限于教学内容和实验设备，大多只能做些验证性实验，直接影响学生面对实际系统时的实际操作创新能力与后续开发实际动手能力，随着课程体系的不断完善，我校和厂家建立了一定的技术合作关

系，在通用型的开发平台的基础上，自行改进设计成为适合本校学生使用的开发板，在实践教学中，通用型和改进型开发板结合使用，达到了良好的教学效果。和厂家进行技术合作关系，我们收获颇多。对实验指导书的实验要求进行一定的调整；减少验证性实验数量，增加了创新性实验部分；基于现有的实验教学平台扩展一定的外部功能模块。一系列的改进措施，不但贴近了我们的教学目标，而且更好地与实际应用接轨。

4.运用学生自主互助学习形式。运用多种形式的自主互助学习形式对提高学生学习主观能动性有极大的促进。①采取项目为载体，小组活动的形式。以学生为主体、以教师为主导，将每个实验内容作为一个小项目，采取分组分工运行的方式，根据题目的具体分工进行分岗位操作，团队成员每人完成一部分工作，教师提出项目设计要求，由项目组成员对问题进行分析讨论，完成从嵌入式系统开发平台建立到驱动程序和应

用程序的项目开发。②鼓励学生参与教师的科研项目。教师结合自己的科研课题，将任务进行模块化划分，鼓励对嵌入式系统开发有兴趣，能坚持吃苦的学生以团队为单位，自主选择对应的项目模块进行深入学习，整个过程中，学生以团队为单位，按照项目开发流程实施项目任务，留出学生自由学习的空间；教师在项目实施过程中给予一定的方向性指导和技术支持。③鼓励学生积极参与课外专业竞赛或科研项目，如国家级、省级的嵌入式电子设计大赛，大学生创新性科技项目，学生科学研究项目等，通过竞赛可以有效地激发学生的创新能力，培养学生勇于探索的精神，训练学生的综合能力，提高学生的实践动手能力。实践证明，我校参加过专业竞赛或科研项目的学生在解决问题的方面具有更大的优势。

嵌入式系统课程具有应用性极强的特点，其教学改革也将是复杂而艰巨的过程，因此，我们要在今后的教学过

程中，不但力求建立完整、合理的课程设置体系结构，而且还要注重强化实践教学活动，这样才能培养出理论基础扎实、工程设计经验丰富的嵌入式专业人才。

参考文献：

关于嵌入式计算机技术及应用研究 篇3

关键词：嵌入式；计算机；技术；应用

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01

一、嵌入式计算机概念与应用

由于嵌入式计算机在快速发展的计算机技术条件下，不仅继续扩大应用于军事领域，还向民用各个领域技能型渗透，如今已经发展成为计算机家族重要组成部分。所谓的嵌入式计算机则是按照一个设备应用或者系统需求所开发出来的具备一定特殊性计算机，往往这是在相应设备或者系统当中进行隐藏。提高设备系统的功能与性能，这都必须借助计算机作用发挥，而这就是嵌入式计算机生存与发展的基础。基于某种角度进行分析，这个计算机绝对不是完全独立，至少这并不是一致拥有特别齐全功能的通用计算机，而是属于在设备或者系统进行配套的一种电子部件或者电子设备。

基于物理机构上来看，嵌入式计算机在宿主系统当中嵌入当成整个系统的组成部分，那么其存在并不独立。基于功能的角度来看，往往嵌入式计算机则是对某种特定应用针对，如果通过相应编程，用户往往对其并不修改，那么按照这样的思路，我们理解就不困难，即便是部分计算机有很小体积，那么将其作为单独的编程工具，这是属于嵌入式计算机范畴之外。而当还有些计算机对特别多空间占用，可是并不具备独立性，在更大系统内嵌入执行特定任务，那么这类计算机则应该将其划分到嵌入式计算机的范畴。根据嵌入式计算机的应用范围，那么就可以将其划分成为军用、工业控制、网络系统与家用电器系统这四类嵌入式计算机。而且在这些年时间以来，在美国的军事应用领域当中把手持式加固机与加固型笔记本计算机列入到嵌入式计算机运用，而这已经逐步成为一种趋势。军事环节应用这类计算机，首要的要求就是存在双向无线通信功能，还可以和GPS大系统实施通信，从而可以对某些特定任务完成。那么在这类计算机和宿主系统两者之间并不存在着直接相连的关系，能够移动物理位置。根据这样的分析，那么绝对不是用于军事当中的笔记本或者是手持式计算机都能够在嵌入式计算机当中列入。

二、嵌入式计算机特点分析

（一）广泛性的嵌入对象

受到迅猛发展的科学技术，尤其是日新月异的微电子技术，如今通过对嵌入式计算机技术在几乎全部设备或者系统当中对以往传统的那些即便有着强烈做的愿望可是却并不能实现的工作完成。比如要对导弹性能保证，这就应该对全程自动目标与实施攻击控制进行有效控制，而这也存在着嵌入式计算机的影子，还有就是要对全套洗衣流程的自动控制操作。

（二）多样性的嵌入形式

虽然如今广泛应用嵌入式九江市，可是设备或者系统不同，那么就会存在着绝对不同的嵌入式计算机的规模、功能、性能要求。所存在的这种十分明显的差异性肯定会有着相应的多样嵌入方式存在于嵌入式计算机当中。基于当前的现实情况来看，有着特别多的单片式嵌入式计算机在人们的日常生活设备，那么又特别多单板嵌入形式与整机形式的嵌入式九江市存在与工业与军事系统设备当中，而大型系统当中尤其是借助于计算机系统形式的嵌入式计算机。

（三）关键性嵌入作用

如今人们都将计算机称之为电脑，那么这就能够显现出计算机作用与能够所具备的重要作用，即便嵌入式计算机基于应用配套进入到相应的设备和系统。可是如今进去之后，那么新设备与新系统则会可以对相当数量的自动挂控制的处理任务承担。这就使得新设备与新系统有着越来越大的依赖性，绝对不是属于可有可无，从其地位上则是属于关键部位。当一个设备具备一定的智能化特征，后来才发现这个系统则是在思维混乱的情况下生存与发展，这也肯定具备特征严重的影响。

（四）专一性嵌入功能

嵌入式计算机具备特别明确的所要达到的性能指标与功能目标，这就导致百姓群体拥有比较现实的基础。针对这样的情况，过高技术指标与多余功能则显得并不存在着一定的意义，在某些时候这些还呈现有害化。这就可以看出嵌入式的功能则会显得比较专一。

（五）多样性的嵌入接口

即便当中固定所有嵌入式计算机I/O接口数量、规格、性质，可是这些应用对各行各业可是这些应用对各个行业有效涉及，那么这就使得有着纷繁复杂的处理接收信号与要发出去的控制信号，这就应该让嵌入式计算机拥有多种类型借口这就使得通用计算机制定有限的几个规范可以包含的进行综合，完全解决这一问题并不全面。

（六）实时性嵌入性能

规定信号传输到嵌入式技术接收过程中，那么就必须基于有限时间区间氛围内对相信工作任务完成，而这也是一个特别重要的特点来对其他计算机进行区别。可是在设计嵌入式计算机设计的主要问题。

（七）匹配性嵌入结构

计算机是通用计算机的核心内容，往往是按照相应的计算机进行设计结构，这种计算机则是按照相应条件给被嵌入市场的设备与系统为嵌入式计算机，按照相对应要求，人们在工作过程中，则会从根本上设备、系统相符合匹配的相匹配的嵌入式计算机。

（八）可靠性嵌入操作

由于在设备或者系统当中的计算机隐藏嵌入式计算机则是在这里相当一部分设备或者系统用户淋雨，还有人在嵌入式计算机的过程中，想不出好的办法把握质量安全关。

参考文献：

[1]邓耀华，吴黎明，汤秀春.单片机课程改革与嵌入式教学的思考[J].东工业大学学报（社会科学版），2005（S1）.

[2]岳学军，徐兴，张文昭.嵌入式DSP声纹识别系统的设计与实现[J].湖南科技学院学报，2008（12）.

[3]卢勇，张锦媛，杨兴.基于嵌入式技术的ARM7核心模块及功能设计与实现[J].中央民族大学学报（自然科学版），2008（02）.

[4]蒋天发，刘永奎，基于嵌入式微处理器LPC2294中断系统分析及其应用[J].中南民族大学学报（自然科学版），2010（01）.

凌华超轻嵌入式计算机 篇4

在高扩展性方面, 支持2个Gigabit以太网络、6个USB 2.0、4个串行端口 (一个RS-232/422/485, 三个RS-232) , 以及1个外接式防震硬盘抽取盒, 可扩展2.5”SA-TA 6Gb/s存储 (硬盘/固态硬盘) 。另外, MIX-220还提供一组PCIe x16以及PCI插槽, 一组mini PCIe卡, 可扩展固态硬盘或Wi-Fi模块。散热设计部份, MIX-220内建两组风扇, 方便清洁及置换, 其壁挂式托架提供了弹性的安装方式。

凌华科技嵌入式计算产品事业处总监洪英瑞表示:“考虑到目前企业在开发系统设备时, 大多希望将其人力投入在所拥有独特附加价值的软、硬件系统整合上, 而凌华科技MIX-220将硬件平台的整合设计做到优化, 以减少企业花费在硬件的设计, 开发及生产的时间和精力。”

MIX-220与单购主板最大的不同在于, “MIX-220除了在接口扩展方面提供丰富的选择外, 出厂前已经完成整机组装测试烧机, 企业购入开箱后即可使用;两个6cm风扇可实现动式散热, 配备易于清洁与替换的空气过滤器、以及外接式硬盘抽取的机箱设计, 更方便企业维护。凌华科技还提供工业级固态硬盘 (SATA 6Gb/s SSD) , 其宽温运行及耐震防摔特性, 适用许多自动化设备所需的严苛工作环境, 可靠度更高!”洪英瑞说道。

为了符合各行各业的应用需求, 凌华科技MIX-220提供丰富多样I/O接口设计, 包含一组DVI、VGA、HDMI与HDaudio, MIX-220支持多样的绘图接口, 使其成为高性能处理、高效能绘图需求与多重显示程序的最佳解决方案, 对于同时需要高阶效能与图像处理功能的客户而言是一套全方位的解决方案。

嵌入式计算机论文 篇5

目前嵌入式计算机系统应用呈现多样化、小型化、多层次的趋势，在工业现场和军事用途中扮演着越来越重要的角色。随着各种应用对操作系统和软件要求的日益提高，使得具有广泛适应性的PC构架的嵌入式计算机系统倍受青睐。尤其是Compact PCI总线在工业和军用领域的广泛应用，为PC构架的嵌入式计算机系统提供了更多的应用环境。然而，对于一个计算机系统来说，主机开发周期一般都较长，也较为复杂。CompuLab公司开发的系列嵌入式PC模块为开发PC构架的嵌入式计算机系统提供了新思路。即以嵌入式PC为核心，通过各种总线桥接电路开发出适应各种总线要求的嵌入式计算机；同时也为迅速提高各种嵌入式计算机系统的性能提供一条行之有效的途径。

本文介绍以CompuLab公司的系列嵌入式PC模块为核心的嵌入式计算机系统的一个设计实例。

1 CompuLab 786CORE

以色列公司CompuLab生产的786CORE是一种小型的、功能很强的高性价比单板嵌入式PC模块，它适用于各种以PC构架为基础的嵌入式应用中。786CORE配置了运行WINDOWS、Linux、VxWorks和DOS等操作系统所需的各种芯片组，并配置了相应的BIOS。

嵌入式PC模块786CORE具有体积小、功能强等特点。整个模块面积仅99mm×69mm，却集成了PIII赛扬400～700MHz地CPU、32～256MB SDRAM、LPC、5V兼容的PCI及AC97总线控制，同时还提供VGA/SXGA、两个USB接口、两个PS/2接口、两个10Mbps/100Mbps以太网接口、ATA IDE接口、软驱接口、一个RS-232和一个RS-422串口。为了适应嵌入式应用，786CORE还内置了嵌入式BIOS。

图1为786CORE的体系结构框图。

786CORE强大和灵活的功能为嵌入式计算机系统设计得提供了较为广阔的设计空间。尤其是通过PCI总线开发出的Compact PCI总线体系结构，更加扩展了该嵌入式系统的功能和应用领域。然而，由于Compact PCI总线的电气性能和协议的特殊性，基于该总线的设备开发难度可想而知。通常采用多种PCI桥接逻辑，将Compact PCI总线上的操作转换成其成较为简单的总线操作。

嵌入式计算机论文 篇6

关键词：嵌入式；实时软件；计算机软件设计；运用

中图分类号：TP311.52

近年来，我国信息化进程逐渐加快，计算机水平快速提升，计算机软件被广泛的应用在多个领域。嵌入式实时软件在计算机软件设计中的应用，可以有效地优化计算机软件系统，减少软件产品缺陷，改善计算机软件系统的使用性能。在设计计算机软件时，结合嵌入式实时软件的特点，进一步提高计算机软件系统的可靠性和稳定性。

1 计算机软件设计运用嵌入式实时软件概述

1.1 特点

嵌入式实时软件可以运用在计算机软件的预测指令执行、动态分配、缓存机制等设计中，提升计算机软件系统设计的科学合理性和实时处理功能。嵌入式实时软件在计算机软件设计中的应用包括软件和硬件两部分，由应用程序控制计算机软件的运行，通过计算机操作系统编写软件控制程序，实现软件和硬件之间的交互。嵌入式微处理器是嵌入式实时软件设计的核心，可以实时地支持软件系统的多任务，在短时间内可以快速中断相应，实现多任务操作[1]，并且具有较强的计算机存储区保护功能。嵌入式实时软件系统是模块化结构，便于软件系统的修复和检测，并且嵌入式实时软件系统中的处理器结构具有良好的扩展性，嵌入式实时软件的低功耗设计将会在计算机软件设计中发挥更重要的作用。

1.2 应用原理

嵌入式实时软件在计算机软件设计中的应用，通过将计算机科学技术和实时处理技术相融合，从而建立实时的CORBA模型。同时，在设计计算机软件时应用嵌入式实时软件，可以在计算机软件系统远程调用过程中实现更多的设计服务，例如在设计实时CORBA模型软件过程中，嵌入式实时软件可以对计算机软件系统设计提供有效的支持，并且优化计算机软件设计模式，全面提升计算机软件系统的实用性、安全性和独立性。

2 计算机软件设计嵌入式实时软件的开发流程和设计要点

在嵌入式实时软件在计算机软件设计中的应用，可以简化计算机软件的开发流程，首先设计人员通过分析计算机软件系统需求，从而解析嵌入式实时软件的设计需求，然后，在这个基础上对计算机软件系统进行具体设计，并且编写应用程序代码，最后，对计算机软件系统进行性能测试，完善和优化计算机软件设计。在计算机软件设计中应用嵌入式实时软件，通过简洁流畅的开发流程，提升计算机软件系统的可靠性和设计效率，提升计算机软件设计中嵌入式实时软件的应用水平。

在运用嵌入式实时软件设计计算机软件系统时，设计人员要按照计算机软件的设计流程，尽量避免人为的设计失误。例如，在设计计算机软件结构时，设计人员要注意将计算机硬件结构和软件设计分离开来，降低计算机软件设计对硬件的依赖性，有效提高计算机软件系统的可靠性和实时性。另外，嵌入式实时软件在计算机软件设计中的应用，有助于实现格式化的数据结构和初始化的软件数据，设计人员在设计计算机软件系统时，可以直接操作软件资源和硬件设备，丰富计算机软件设计功能。

3 嵌入式实时软件在计算机软件设计中的运用

3.1 任务划分

应用软件是嵌入式系统的最高层，也是实现系统功能的重要基础。嵌入式RTOS微内核在计算机操作系统承担着资源管理、任务互斥与同步、任务间通信、任务控制、任务管理等多种功能，其是开发计算机软件应用程序的基础平台，基于嵌入式实时软件，将计算机软件系统合理划分为一个个独立的任务，是简化软件设计、优化嵌入式RTOS模型、协调系统运行的关键[2]。在划分计算机软件系统并行任务时，要深入分析应用程序的数据转换，确定数据执行顺序和数据并行转换，将一个或者多个数据转换划分为一个任务，计算机应用系统数据通信的异步关系是任务划分的和总要因素，主要从两个方面进行考虑：一方面是系统内部功能，计算机软件系统并行任务可以分为用户接口任务、应用控制任务、异步和同步任务、周期任务等，将事件激活任务和同一时间段完成的系统功能整合为一个任务，将一些联系紧密的任务合并为一个任务，由相同事件驱动，共享计算机软件资源，简化计算机软件设计流程。另一方面，I/O功能，计算机软件系统通过中断方式和应用程序轮询来驱动I/O事件，由于应用程序轮询需要占用大量的计算机CPU资源，为了满足计算机软件系统使用性和实时性的要求，多采用中断方式。

3.2 存储映像布局和任务组织

应用嵌入式实时软件设计计算机软件系统，在划分为独立的任务后，任务之间的逻辑关系和数据转换关系对于任务组织方式有着重要影响，任务的管理和组织功能主要取决于嵌入式操作系统。和微机操作系统相比，嵌入式操作系统应用程序保存在FLASH和ROM，为了确保系统稳定、协调地运行，因此要优化计算机软件系统布局。计算机软件系统布局要重点考虑存储器的使用和存储映像的布局。计算机软件系统从物理零地址调取程序指令，在物理地址上设置执行代码，嵌入式应用系统从ROM开始启动，ROM初始化时位于物理零地址，将中断向量存储在零地址之后。这种存储映像布局和任务组织形式可以有效加快处理器调取中断向量的速度[3]。

3.3 任务调度和应用实时性

嵌入式实时软件系统的实时性主要分为硬实时性和软实时性，硬实时性要求在一定的时间段内必须完成系统任务，软实时性要求在一定时限内完成任务，可以允许一定的时间延迟。计算机软件系统的任务调度要尽量采用基于优先级的调度方式。当某一优先级的软件系统任务较多时，微内核会根据任务的紧急程序，自动增加优先级级数，按照不同的优先级将系统任务拆分为多个任务队列，有效减少系统关键任务的响应时间。

3.4 任务与时钟间通信

在计算机软件设计中应用嵌入式实时软件，设计计算机软件系统的时钟服务，位系统任务设置自己的时钟，定期控制执行动作。嵌入式实时软件系统具有信号量、信号、队列等机制，可以实现软件资源和系统任务之间的同步与通信。

3.5 系统初始化

计算机软件系统设计采用嵌入式实时软件要充分考虑到软件系统的初始化执行，在嵌入式操作系统底层硬件和微内核之间的硬件抽象层编写初始化代码，实现系统的初始化和引导。嵌入式实时软件系统包含BIOS，通过一系列固定指令序列执行系统初始化工作，如，转换处理器状态、初始化RAM变量、设置异常中断向量、定义系统入口点等，通过加载嵌入式软件系统，设置程序计数器的程序指令，从而便于系统任务调度。

4 结束语

嵌入式实时软件在计算机软件設计中的应用，在底层硬件和应用软件构建虚拟视图，通过嵌入式系统的分层结构，重点实现计算机软件系统的具体应用功能，为底层硬件和高层应用设置系统接口，简化计算机软件系统设计，满足系统的实时性要求，提高计算机软件设计的灵活性和可扩展性，增强系统功能。

参考文献：

[1]宫婷.计算机软件设计中嵌入式实时软件的应用探究[J].中国外资，2013（23）：280.

[2]马宇驰.计算机软件设计中嵌入式实时软件的应用探析[J].信息通信，2014（04）：104.

[3]余耀.解析计算机软件设计中嵌入式实时软件的应用[J].中国新技术新产品，2014（08）：14.

作者简介：曹道柱（1980-），男，江苏南京人，助理工程师，本科，研究方向：计算机软件。

计算机嵌入式操作系统初探 篇7

1 嵌入式操作系统的发展

嵌入式操作系统伴随计算机科学信息的应用与发展经历了4个特别的阶段:

第一阶段:无控制系统的嵌入算法阶段, 单芯控制组片为核心的可编程控制器形式的系统, 具有与监测、伺服、指示设备相配合的功能。系统结构和功能都相对单一, 处理效率较低, 存储容量较小, 几乎没有用户接口。

第二阶段:以嵌入式CPU为基础、简单操作系统为核心的嵌入式系统CPU, 种类繁多, 通用性比较差;处理机处于过载状态, 某些处理机又出于轻载状态, 将过载处理机中的任务转移到轻载的处理机中运行, 目的是为了提高系统的执行性能。

第三阶段:通用的嵌入式实时操作系统阶段, 以嵌入式操作系统为核心的嵌入式系统。根据调度策略的不同, 性能的评价标准分为静态标准和动态标准, 静态标准的高性能是指各处理机中的负载达到平衡。动态标准的高性能是指任务的平均等待时间和相应时间。

第四阶段: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。目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外, 负载量的大小决定某一处理机在系统中的执行性能以及响应时间, 现在目前主流的嵌入式操作系统有linux、uxlinux、Win CE、Palm OS、S y m b i a n、e C o s、u c/o s-I I、V x Wo r k s、p SOS、Nucleus、Thread X、Rtems、QNX、INTEFRITY、OSE、Free RTOS等。

2 嵌入式操作系统的分类

从嵌入式系统时候具有实时性来分类, 即嵌入式操作系统可以分为两类, 一类是面向控制、通信等领域的实时操作系统, 如Wind River公司的Vx-Works、ISI的p SOS、QNX系统软件公司的QNX、ATI的Nucleus等;另一类是面向消费电子产品的非实时操作系统, 这类产品包括个人数字助理 (PDA) 、移动电话、机顶盒、电子书、Web Phone等。另一种常用的分类方法是, 根据嵌入式操作系统的具体应用领域来分类可分为:商用系统、专用系统以及开放系统三大类。

2.1 商用嵌入式操作系统

商用嵌入式操作系统功能较强大, 辅助工具较齐全, 可应用的范围也较广, 在许多领域都有应用, 例:Wircro Soft的Windows C E、W i n d R i v e r的v x W o r k s、E P S O N的ROS33、Core Tek的Delta OS、p SOS+、3Com的Palm OS、以及中科院的Hopen等。

2.2 开放嵌入式操作系统

开放嵌入式操作系统是近年来迅速发展的一类操作系统, 混合编程模型的优势在于能取单一模型所具备的长处, 克服单一模型所存在的缺点与不足。在编写并行程序时, 使用MPI将任务分解成若干子任务, 每个节点完成一个子任务, 由于每个节点只能读写本地内存中的数据。混合粒度的并行化可以达到性能和可扩展性两方面兼顾, MPI解决多处理器间的粗粒度的并行通信, 而GPU采用由硬件管理的轻量级线程并行机制, 可以很好地解决处理器内部的通信, CUDA提供大量线程数目可以快速地解决大规模矩阵乘计算。在MPI+CUDA并行模型中, MPI并行位于顶层, CUDA位于底层。这种模型很好的映射了多处理器计算机组成的集群体系结构。

3 嵌入式操作系统的特性

与其他类型的操作系统相比, 嵌入式操作系统具有以下一些特点。

3.1 嵌入式操作系统的实时性

嵌入式操作系统的实时性意味着操作系统在规定时间内完成操作动作, 确保执行任务的准确性, 操作系统的负载量的大小决定某一处理机在系统中的执行性能以及响应时间而不是单纯的速度快。嵌入式任务往往是时间关键性约束的, 必须在某个时间范围内完成。

3.2 嵌入式操作系统的可剪裁性

为了能够适应各种应用需求的变化, 处理机中任务提早运行完成, 但是其他处理器中还有大量的任务等待执行, 此时将需要排队等待执行的处理机上的过载任务分配到已经结束执行过程并在空等待的处理机中, 这种方式就叫做负载平衡方法。负载平衡是为了均衡系统间各个处理机中的任务负载量, 统筹管理处理机中的任务分配方式, 提高分布式系统的处理能力, 从而提高系统的性能。

3.3 嵌入式操作系统的可靠性

嵌入式系统一旦开始运行就不需要人的过多干预。设备主机间存储器拷贝时将该对象作为参数传入, 这样内核函数调用将是异步的。不同的流允许一个流的存储器复制与另外一个流的内核执行相互重叠。

4 当前典型嵌入式操作系统分析

4.1 嵌入式Linux系统

目前对嵌入式Linux的开发主要集中在两个方向:一种思路是通过裁减的途径。由于分配到各个处理器中, 每台节点机中的任务为N/P, 这种方法在原子密度均匀时有很好的扩展性和负载平衡性。如果原子密度不均匀, 当某些原子的近邻原子很少时可以采用空间分解法, 由于空间分解法需要不同节点机间的处理器频繁通信, 所以其通信开销较为高昂。

4.1.1 内核结构

嵌入式系统RTLinux结构中。RT-kernel对硬件中的中断进行处理, 并用软件模拟中断控制器。可以实现零开销的线程切换, 在GPU上, 当一个线程要访问片外存储或者同步指令开始等待以后, GPU立即切换到另一个处于就绪态的线程, 用计算隐藏延迟。当线程中的计算指令需要的时间较多, 而访存时间相对较少, 即计算密集度比较高时, 延迟就可以被计算隐藏。

4.1.2 调度算法

实时任务的调度方式主要有两种:周期性调度与中断唤醒, 编程模型的优势在于能取充分两种模型所具备的长处, 克服单一模型所存在的缺点与不足。在编写并行调度程序时, 使用MPI将任务分解成若干子任务, 每个节点完成一个子任务, 每个节点只能读写本地内存数据集。

4.1.3 开发与调试

嵌入式系统是以应用为中心, 以计算机技术为基础, 并且软硬件可裁剪, 使用以应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的计算机系统。

4.2 Windows CE

Windows CE内核较小, 能作为一种嵌入式操作系统应用到工业控制等领域。其优点在于便携性、提供对微处理器的选择以及非强行的电源管理功能。

4.2.1 内核结构

基于模块化的嵌入式操作系统, Host端是指在CPU上执行的部分, 而device端是在显示芯片上执行的部分。当处理数据并行计算时, CUDA首先将程序编译成GPU能够执行的程序, 而后传送到GPU。运行在GPU上的CUDA并行计算函数叫做“kernel (内核函数) ”。

4.2.2 调度算法调度策略

基于优先级的可抢占调度, 同级任务可采用轮转 (round-robin) 调度, 嵌入式调度中的任务调度应用在系统中, 可以有效提供灵活的调度机制, Wind内核采用的是抢占调度策略, 嵌入式任务的调度需要有系统内核处理, 应用嵌入式实时操作系统的调度任务使用优先级调度方法, 在每次的调度中需要创建一个Vx Works消息队列, 在调度任务进城中获得当前的消息, 完成对外部接口函数的调用。

4.2.3 开发与调试环

开发调试采用开发主机目标机的方式, 目标操作系统接收到这样的请求可以直接处理, 调试的程序则运行于基于特定硬件平台的嵌入式操作系统, 调试器将表达式转换为简单的字节码, 传送至代理, 程序运行后命中监视点、唤醒代理, 代理根据字节码记录用户所需数据存入特定缓冲区。

5 嵌入式操作系统应用和展望

嵌入式操作系统得到了广泛的应用, 简约化的系统调度策略, 将不同的调度策略应用到能量求解的智能化程序中, 缩短了并行程序执行时间。消除操作系统中实时智能平台并行化所造成的数据竞争和死锁, 避免了因为数据竞争和死锁所引起的计算结果不准确和效率低等问题, 这样就优化的嵌入式系统的应用, 在未来的使用中, 具有云计算功能和无线引入实现的嵌入式操作系统将得到广泛的使用。

6 结束语

计算机嵌入式实时操作系统研究 篇8

在我们的生产和生活中，嵌入式系统已经有了广泛的应用。如PDA、可视电话中，无论是在我们的日常生活，还是工作生产，嵌入式系统发挥着无巨大威力。通过将软件和硬件系统紧密结合在一起，以实现一种特定的功能的装置。嵌入式系统的有效组成部分为实时嵌入式系统，可能够对外部事件进行积极的相应，同时严格遵循三个规律：对外部系统进行有效识别，同时进行及时的处理，最后对结果进行输出。实时系统有软实时和硬实时两种组成。软实时的功能是对任务的安全运行做出支撑，并对相应的时间进行界定。在硬实时系统中，任务运行不仅要及时，同时应运行无误。若无法在确定的时间内完成，则会有灾难性的后果发生。实时操作系统进行人物调度的时间非常及时，无论是开发和应用，还是管理系统资源，都提供了一个相对稳定的平台。R T O S的系统既可以大而全，又可以小而简单，必须根据实际应用进行确定。目前流行的P S O S和vxworks，其定制和裁剪都是根据用户需要进行的。

2 嵌入式操作系统实时性性能指标分析

一个操作系统从系统研发到保持稳定，同时能实时运行的稳定和可靠，往往要经历很长的时间，其标志性特征就是成熟度。一个系统必须经过广泛运行和普遍推广，才能实现稳定和成熟。而对系统进行衡量的一个重要指标就是成熟度，在对系统的稳定运行和安全、可靠方面，能够给予综合性的评价。而对嵌入式实时操作系统在运行过程中，对稳定性进行综合考察的指标，就是稳定性指标。而可靠性指标主要考核的是嵌入式实时系统保持正常运行，以及不受外界干扰的能力。正常情况下，系统的稳定、可靠性的度量标准，是通过持续运行的时间来参照。而安全性指标所体现的是嵌入式实时操作系统对外部攻击进行防御、同时弥补自身缺陷的能力。开放性是体现嵌入式实时系统是否符合国际上的相关准则和水平的指标，并得到众多第三方(如其他软件功能、开发工具、驱动程序)广泛支持的基本条件。实时性体现实时操作系统对外部事件进行快速反应的能力。

3 嵌入式实时操作系统的体系结构

迄今为止，操作系统已经有非常明确的模块结构。如文件管理模块、设备管理模块、存储器管理和成分处理器管理等。而在存储器逻辑管理功能之上，才有了文件系统。所以，如今的操作系统可逻辑影射计算机硬件，可通过软件形式来表达硬件组合模式。

在操作系统中，无论是模块结构还是层次结构，都是其最基本的组成部分。单内核是其基本的组成机构。但一种层次概念是内核的概念，层次模块的建立基础是系统功能模块分类。而模块集合是层的结构，按照模块间功能调用方式来划分，操作系统模块可分为两类，并有两种应用模块存在，既客户机与虚拟机模式，作为扩展模型，而在操作系统基础上建立起来。

4 提高嵌入式实时操作系统的可靠性策略

能使R T O S的可靠性得到提高的关键性技术，就是R T O S的架构。而在实时执行模块架构中，软件基本上都是比较独立的内存地址空间内运行。尽管这种架构的效率非常高，但也有着明显的缺陷存在，任何组件中的指针错误，都可能将将操作系统的其他组件和系统内核破坏掉。这样会造成整个系统的崩溃或者是不可预测行为的发生。无法将有故障的组建替换，或者是进行动态的修复，而对系统进行复位是解决这类问题的主要选择。

在通常情况下，我们对这一类问题的解决，都是采用RTOS等常用的办法。而在这样的架构中，用户的应用程序都是在隔离的空间或者是受保护的内存地址之中。一旦有某一个程序访问地址空间之外的数据，则内存管理单元会马上告知内存系统。这样便会与之相适应的保护措施出台，譬如立刻终止出错程序。而这种操作系统往往需要绑定其他程序。一旦组件出现错误，将会带来毁灭性的灾难。微内核架构的应用，往往能够提供非常精准的故障隔离，其具体特征囊括两个方面： (1) 在操作系统中只存在一个小内核，涵盖了一些最基本的服务，如人物调度，OS服务的等等，文件系统和驱动程序和用户应用程序在内的对内存进行保护的、和内外核分离的进程中的运行。系统服务不再是故障点，并且孤立，它是在操作系统内核和其它服务破坏之前被终止和并重启。 (2) 全部组件的通讯，都是通过消息传递进行的。若通信机制定义良好，则在保证程序安全隔离的情况下，进行数据的交换。对消息进行适当的传递，可当成是一个虚拟的软件总线，允许设备驱动程序和任何的软件组件，被动的替换或加入。而针对必须提供连续服务系统来讲，这项技术非常关键。一般来讲，基于消息传递内核的R T O S可提供非常好的容错性，并提供更大的动态升级能力。若实际应用的正确，则其对消息进行传递的性能，基本上接近于底层硬件的内存宽带。譬如，一个微内核能够采用线程到线程的消息，或者是多段式消息对各种数据进行拷贝，对系统的性能做出保证，这样可实现进程通信水平和方法。

5 结语

伴随着社会的不断进步和发展，网络和计算机的应用已经在生活的各个方面渗透，嵌入式系统已经成为一门重要的学科。目前，研究和分析计算机嵌入式实时系统，已经成为亟待解决的重要课题。

摘要：嵌入式实时操作系统作为基础运行平台, 是嵌入式系统的组成部分, 能够支撑嵌入式系统可靠和稳定的运行。其性能和功能的好与坏, 对嵌入式系统造成了直接的影响。目前, 嵌入式时实操作系统有着非常广泛的应用, 已经成为今后操作系统发展和开发的方向, 其应用领域无论是数码相机还是个人消费用品, 以及工业控制, PDA、手机等等, 即便是在通信系统, 也有着非常广泛的应用, 嵌入式实时操作系统已经成为最基本的操作平台。

关键词：实时操作系统,嵌入,研究

参考文献

[1]戴振华.嵌入式Linux平台应用研究[J].湖南科技学院学报, 2006 (11) .

[2]姚锡忠.嵌入式操作系统的现状及发展趋势[J].中国新技术新产品, 2009 (23) .

[3]贾红伟, 叶文来.嵌入式操作系统与嵌入式Linux[J].吉林师范大学学报 (自然科学版) , 2005 (03) .

[4]谢丽荣, 奚后玮, 马新平.实时的嵌入式Linux在电力系统中的应用[J].江苏电机工程, 2005 (04) .

终端系统嵌入式计算机模块的开发 篇9

关键词：模块化设计,嵌入式计算机

1 概述

现代战争对雷达性能提出了高的要求, 随着数字处理速度的迅速提高, 指挥、控制、通讯能力的加强, 硬件成本和尺寸的大幅度减少, 雷达终端数据处理和通讯中使用的计算机将发生革命性的变革, 嵌入式计算机模块的开发势在必行。

嵌入式计算机模块, 是根据雷达终端系统的数据处理和通讯对计算机的需求, 按照雷达设计规范自行开发的。外购处理器以功能模块形式插入标准的插件上, 和插件上的外围电路组成嵌入式计算机模块, 成为雷达终端系统的数据处理和通讯插件。嵌入式计算机模块的使用因减少了机柜间大量的连接线和中间转接过程, 从而保证了终端系统的整体性和可靠性;不可忽视的是模块化的使用, 在缩短新产品研制周期的同时也减少了调试工作量, 增加了不同雷达终端间的功能插件可更换性。

2 模块化设计

首先它作为一个模块, 在设计中必须考虑如何尽可能满足大多数雷达终端系统的技术要求:

2.1它要接收检测录取设备送来的点迹数据, 通常要完成几乎上万个点迹的计算和过滤, 要对上千条航迹进行编批与跟踪, 所以对处理器速度提出了较高的要求, 我们选择Pentium II 333MHz (CPU) 。用测试软件Passmark在WIN98环境下测试CPU运算速度, 可以满足要求。

2.2终端系统完成点、航迹处理后, 还要I/O通讯, 将目标轨迹和参数加以上报, 根据需要, 还要能向检测录取器提供检测与跟踪需要的控制信息, 有的还承担多站的数据综合任务, 因此该模块还必须包括I/O部分。

2.3我们目前研发的雷达, 其终端系统插件均采用210芯标准结构 (220mm×233mm) , 在这样一块印制板上要包含处理器和I/O, 对处理器本身的小型化结构提出了较高的要求。基于上述需求分析, 嵌入式计算机模块采用标准210芯插件板结构形式, 功能上包含二部分:处理器和外围I/O部分。

处理器选用EBC356, 结构尺寸:145mm (W) ×102mm (D) (3.5"FDD From Factor) ;CPU为Pentium II 333MHz, 128MB内存, 显示控制器、网络、PS/2、USB、2串1并口等全部ALL IN ONG;同时EBC356向下完全兼容基于PC104的486/586。EBC356作为一个功能块直接接插在210芯插件板上, 和插件板上的外围I/O部分组成为嵌入式计算机模块。

3 模块实现

计算机模块包括两部分:处理器和输入/输出通讯接口, 是根据雷达终端对该模块的功能需求而划分的。处理器是计算机模块的主要组成部分, 其作用是对目标点迹进行相关, 建立航迹, 平滑外推, 将目标参数送数字显示器进行二次显示和情报综合, 通讯上报给指挥系统, 通过人工干预实现半自动录取、手动录取和全自动录取;输入/输出接口用于计算机模块间的通讯, 信号处理后点迹的直接录入, 地图的存储, 整个终端系统的地址译码, 并串口等。

3.1 处理器部分

以嵌入式控制器EBC356 (兼容基于PC104的486/586) 为主体, EBC356是高新技术的名牌产品, 小于Intel笔记本中处理器的结构, 拥有高于笔记本的性能:

CPU:Pentium II 300MHz;

内存:在板内存支持128MB的SDRAM;

显示:C&T69000VGA/Panel控制器, 2MB显存,

支持256 color, 75Hz的CRT到1600×1200,

支持TFT Panel到1280×1024 (支持Windows 95, Windows98, Windows NT 4.0) ;

I/O口:在板含有Intel 82558/100 Base TX, Ethernet网络控制器, 直接支持LAN,

在板1路RS232串口、1路可通过开关选择的RS422/485串口,

在板1路打印机并口,

在板1个PS/2接口 (鼠标和键盘) ,

在板1路USB接口,

具有软、硬驱接口;

Watchdog:1, 2, 4, 8…64秒中断;

固态盘:支持2MB~72MB的M-System固态盘;

外围支持:在板Back up电池和蜂鸣器一个;

电源:供电为单5V, 最大电流为5A, 含软、硬驱供电

3.2 输入/输出部分

三机通讯 (交换数据) :2组字节宽度双口RAM

录取点迹:1组字宽度双口RAM

地图存储:2组CAT28C64

转接插头座:PC104转接, 串并口转接, CRT转接, LAN、PS/II、USB转接

地址分配译码:该模块地址译码, 终端系统系统板级译码

3.3 模块功能。

3.3.1处理器选用EBC356 Pentium II300MHz, 同时兼顾PC104 486/585, 引用信号:16Bit数据总线, 20Bit地址总线, AEN, /SBHE, /IOW, /IOR, /SMEMWE, /SMEMRD, /IOCS16, /MEMCS16, /IOCHRDY, 4个中断IRQ10, IRQ11, IRQ12, IRQ15。3.3.2插件的前面板上引出“CRT接口”, “通讯串口”, “LAN接口”, “PS/II接口”, “USB接口”, 调试时可以很方便使用;同时这些接口和“打印机接口”引到插件210芯标准插头上, 方便系统使用。3.3.3设置2组字节双口RAM, 使该模块具三机通讯功能;设置1组字双口RAM, 使信号处理的点迹直接写入该模块。3.3.4设置2片CAT28C64使该模块有地图存储器功能, 可以建立多幅背景地图, 如高速公路图等, 方便终端系统实现滤除虚警, 提高航迹质量。3.3.5 1片EPLD电路作为该模块译码, 包括“三机通讯”译码, 取“点迹数据”译码, 取“气象数据”译码, 控制“同步串口”译码, 控制“地图存储器”译码, 终端系统“插件级”译码。3.3.6插件前面板上安装一复位开关, 210芯插座也可输入一系统复位信号, 通过选择开关, 作为MAX811 (D2) 的输入, MAX811也具上电复位功能, 最后输出复位信号/RST (a38) 给录取板和检测板等作为系统复位, 计算机板本身也使用该信号。3.3.7 1片85C30的1个串口工作于同/异步方式, 422数据传输 (包括数据收/发, 时钟收/发) 。中断 (INT1) 通过开关 (S6) 挂在EBC356的IRQ15上。

4 应用实例

在我所研制的雷达中, 该计算机模块以其整体结构和性能在多种研制的型号雷达中得以应用, 以XX雷达为例。终端系统应用了两个模块:一个用于数据处理, 它接收雷达的目标点迹信息, 进行坐标变换, 航迹相关, 平滑处理, 判交叉处理, 判机动处理, 最后形成航迹数据;另一个用于外设管理, 控制驱动1个并行接口和8个串行接口, 分别用于打印即、空情上报、主显示器、分现实器、图传设备、监控系统、记录/重演设备、III型询问机等数据通讯。两个模块之间用FIFO进行通讯。

终端录取, 管理计算机框图

结束语

嵌入式计算机技术应用要点初探 篇10

1 嵌入式计算机概述

随着计算机技术的不断更新改进, 很多行业对其提出了更高的要求, 尤其是其专用性越来越受重视。为满足专用设备和系统的需要, 嵌入式计算机迅速发展, 不但在军事领域有着广泛应用, 还逐渐向民用行业渗透, 在计算机家族中的地位日益重要。任何设备要想提高系统性能和运行效率, 都需要依靠计算机技术来实现, 这也是嵌入式计算机生存的基础, 它能够在相应的系统中隐藏。需注意的是, 嵌入式计算机并不能算是完全独立的, 而是与专用设备系统相配套的设备, 虽也是计算机, 但往往并不具备普通计算机的全部功能。

从物理机构的角度讲, 嵌入式计算机属于宿主系统的一部分;从功能的角度讲, 它是针对系统的某一方面而设计的具有特殊功能的设备, 用户不能对其编程进行改动。所以对于那些体积较小却是独立编程工具的计算机, 其实并不属于嵌入式计算机;相反, 如果某些计算机体积较大, 但只是在更大的系统中执行某项任务, 本身不具备独立性, 也应属于嵌入式计算机。按其应用领域, 可大致分为军事、网络、工业和家用电器系统四类。以军用嵌入式计算机为例, 美国将手持式加固机和加固型笔记本都划分至嵌入式计算机运用, 这很有可能成为今后的主流。此类计算机必须能够完成双向无线通信, 包括和GPS相配合通信, 能够完成一些特定任务, 这是其应用的基础条件。若能够移动或与宿主系统没有直接关联, 则不能列入嵌入式计算机应用, 所以说并非所有的应用于军事的笔记本都能在嵌入式计算机中列入。

2 关于嵌入式计算机的特点

2.1 接口和形式的多样性

因为在实际中, 对接收信号和控制信号处理较为复杂, 且各个行业关于嵌入式计算机的接口数量、规格也有不同, 所以接口要具有多样性, 以满足不同的应用要求。在形式方面同样如此, 应用嵌入式计算机的设备和系统有着很大不同, 所以要求形式的多样性。就目前而言, 有单片式嵌入、整机形式嵌入、单板嵌入等多种形式。大型系统往往应用的嵌入式计算机体积较大。

2.2 专用性及综合性强

嵌入式计算机集通信、电子、计算机、半导体等技术于一体, 是一个技术密集、不断创新的集成系统, 具有较强的综合性。同时它是为了满足某种特定应用而设计的, 可将CPU中本来由其他板卡完成的任务集成在芯片内部。

2.3 软件硬件的一体化

嵌入式计算机体积通常较小, 其软件和硬件一体, 且以软件 (即嵌入式系统主体) 为主。另外, 为提高运行效率, 可对其硬件软件进一步改革, 以最小的空间实现更多的功能。由于具有专用性, 任务对象有限, 为节约成本, 通常不会采用通用的CPU, 所以结构更加简单, 管理资源也比通用的计算机少。

2.4 需开发专门的工具

嵌入式计算机实时性强, 工艺先进, 系统配置要求较低, 但其自身并不具备自主开发能力。用户不能在应用中改变其程序功能, 所以必须有一套相应的开发工具和环境。

3 嵌入式计算机技术在运动仿真系统中的应用

针对那些在体积和功耗上有着严格要求的产品, 往往会采用PC/104总线, 在此设计的嵌入式计算机即采用的是PC/104总线结构。除了外型结构较小, PC/104和PC总线的硬件软件完全兼容, 在小型化设备中有着广泛应用。

嵌入式计算机选用某公司研发的UN0-2160产品, 为缩短开发时间, 设计为嵌入式应用预装平台。同时考虑到各项任务的不同要求, 还提供有丰富的通讯网络接口, 包括Wireless LAN, RS-232/422等。嵌入式运动仿真系统采用针孔式叠层结构, 空间体积小、紧凑、易于安放, 采集运动信号的传感器及其调理电路放在顶层。该系统选用的无线网卡为MLAN一3325A, 是一种标准PCMCIA网络适配器, 完全兼容IEEE802.11b标准, 数据传输速率为l Mbps, 能与以太网和PC局域网实现快速、便捷的无缝连接, 传输距离达到270m左右, 具有即插即拔、支持各种操作系统 (win98/wince/NT20O0/XP) 和低功耗等特点。

该公司的PCM-3718HG卡是具有高性能、多功能的数据采集模块, 接于P C/104接口, 提供16个单通道或8个差分式通道的12-bit A/D转换和数字输入输出。

本系统的无线网卡MLAN-3325A的I/O端口基地址为0x300H, IRQ为7, 而PCM-3718HG卡的I/O端口基地址经跳线设为0x200H (原缺省为0x300H) , 这样可避免与MLAN-3325A卡发生I/O端口地址冲突, IRQ为5。

4 结束语

嵌入式计算机技术是计算机发展到一定阶段的产物, 已成为计算机技术的一个分支, 在今后诸多领域发挥着重要作用。为进一步提高运行效率, 还需对此技术做进一步完善。

摘要：在计算机技术的推动下, 嵌入式计算机的作用日益突出, 应用范围也越来越广。首先简单介绍了嵌入式计算机及其特点, 然后就其在运动仿真系统中的应用进行了分析。

关键词：嵌入式计算机,特点,运动仿真系统

参考文献

[1]袁志敏.关于嵌入式计算机技术及应用研究[J].消费电子, 2014, 20 (4) :115-117

[2]刘大纹, 肖英奎, 于海业.运动仿真系统嵌入式计算机技术应用[J].农业机械学报, 2007, 24 (6) :115-117

嵌入式计算机论文 篇11

企业经营收益水平持续上升,为新科技产品的研发提供了资金保证。嵌入式系统针对特定用户群体设计了多功能操作模块,推动着计算机系统向“独特、高智能、高效率”等趋势发展。集成电路和处理器的相关技术要实践到研发系统过程里,程序语言编写的难度可以降低,维持应用功能的长时间操作。

1 计算机嵌入式系统的特点

通用型的计算机系统适用于普遍的计算机用户的操作相关要求,推广应用难度相对小一些,并不是适用于所有用户。相对于计算机技术的系统开发为其嵌入式系统创造了优势,在成本投资、体积比较、操作耗能等方面出现了比较明显的优势。

(1)个性。早期的计算机设备通常选用“通用型”的控制系统,就是适用于所有计算机用户群体,其使用功能和运行模块方面并没有明显的不同。计算机设备普遍应用使用户对系统的功能要求相对严格,嵌入式系统占用空间小并且CPU更趋于小型化,结合不同行业用户群体的应用要求来实施个性化的改造。

(2)综合。新型嵌入式系统贯入多项科学技术,包括了计算机应用技术、电子信息技术等等,属于多项科技研究成果整体。综合特点在一定程度上决定了嵌入式系统密集型的特点,比如:科研工作、人员的分配、资金的投入等要素,新开发的集成系统适应了计算机多功能的操作的实践需求。

(3)性能。简单的计算机系统有的操作功能相对少一些,应用在比较复杂的程序代码执行的效率相对低一些。嵌入式系统设计对硬件和软件的高效率有严格的要求,首先在系统结构组合形式方面进行简单处理,并且设置了多功能的微处理器。系统自动录入应用到的程序指令,完成专用系统性能的改善。

(4)长期。通常来说,嵌入式系统本质上属于那种专用的计算机系统,相对用户操作中的一项设备运行的控制模式,应用价值也得到加快升级。把嵌入式系统与具体应用组合一起,另外,也把相关产品的升级改造在同一时期进行操作。所以,嵌入式系统和附属产品在市场的销售中应会持续长时间。

2 集成电路技术用于嵌入式系统开发

所谓集成电路就是采用半导体操作工艺(简称IC),具体操作是在一小块的单晶硅片基础上操作晶体管、电阻器及电容器等,而要依据多层布线方法或者遂道布线的设计要求进行元器件组合电子电路。IC技术解决了嵌入式系统开发电子元器件的相关连接使用,使系统内的小型元件符合用户操作的应用,并且提高专用计算机系统的安全。

(1)全定制或者VLSI。在全定制的IC技术中,需要根据指定的嵌入式系统的数字来实现优化各层,相关设计人按照晶体管大小的版图、相关位置、进行连线设计来优化芯片面积使其提高利用率、加快速度、降低能耗。依靠掩膜制造生产的芯片,依次制定的IC设计称作规模较大的集成电路设计,有很高的NRE成本和很长的制造时间,适用大量或者性能严格的应用。

(2)半定制ASIC。一种具有约束类型的设计相关方法,有两种方法即门阵列设计法与标准单元设计法,其要求嵌入式系统结构设计与应用模块进行匹配。芯片制作好的通用性的单元元件和元件组的半成品硬件,电路的逻辑与各功能相互的合理性操作是设计人员要注意的。这个设计方法具有的灵活的优点、操作简单、性能较高,可以缩短其设计的周期,提高其成品率。

(3)可编程ASIC。已存在的可编程器件中各层,完成后,实验室里可直接制出芯片,并且开发周期缩短,因此IC厂家不参与也可。但编程ASIC的NRE成本通常低,其单位成本和功耗都是比较高的,但是速度比较慢。高级的技术产业里包含嵌入式的系统开发,是运用可编程技术来操作系统芯片,以缓解并提高系统操作的利用率。

3 处理器技术运用于新系统的研发

微型嵌入式系统有处理器、软件、硬件、操作、系统、应用、程序等,嵌入式的系统开发流程的先进的处理技术是系统研发的关键点。计算机系统的关键元件是处理器,文、数字、相关视频图像等信息需通过嵌入式的处理器,才能表现其信息内容。恰到好处的操作处理器技术可以使数据存储提高其安全,可以体现指令程序执行具有的有序性。

(1)通用技术。通用型处理器在功能特点上相对比较广一些,方便嵌入式系统的改造多功能。处理器适用于不同的操作系统,储存程序转换就可以安全存储了。通用技术在计算机嵌入式系统中被操作,都是通用的数据传输路径,有利寄存器、逻辑单元在处理数据时有便于操作运作流程。

(2)单一技术。计算机的嵌入系统是特有的用户群体的研发系统,系统功能的原则要求是单一,这和通用型处理器存在不同。单一技术的处理器,其功能被精简了,仅根据用户的其中一项要求来进行程序指令。单一技术运用的典型是解码器,待传输数据的解码、编码是其独特功能。

(3)专用技术。嵌入式系统开发目的是达到最优的具体应用功能,改变以前的通用型的计算机处理器功能。其单独的配备相关要求集处理器作为控制元件,运用数字信号为信息传输的承担体。执行应用功能的程序代码需要用户人员传递至微处理器的芯片中,如果接收到系统发出的执行命令,就可以直接操作嵌入式系统,计算机系统智能升级修改的不可或缺的因素就是专用处理器技术。

4 新型系统研发需注意的事项

计算机嵌入式系统是高科技研发的重要项目,与计算机应用技术的发展水平相联系。IT行业做事系统开发工作的,要以先进的科学技术为基础,关键采用集成电路技术、微处理器技术、设计验证技术等,使开发出的系统功能符合用户的应用标准。其引起关注的是以下两方面:1嵌入式的系统执行程序代码的主要部分即硬件,硬件的相关技术也确定系统功能模块级别优先考虑。相关人员也要关注硬件的设计技术,要把芯片级、电路板级作为重点,已达到系统各级的功能顺利的完成。2软件大多数是操作在计算机中的,在嵌入系统中与硬件相互完成操作的功能。系统的研发也要想要自然的语言与计算机的语言相互转换,要编写程序语言不可以冲突计算机语言,符合系统的标准可以启用程序模拟。

5 结语

嵌入式的系统开发与应用改善了计算机技术的实践环境,软件与硬件双方的配合促使系统的能够正常的运作。在不远的未来计算机行业将要改革的重心应该就是进一步开发嵌入式的系统,现在只能简单探讨计算机的嵌入式系统开发普遍的核心技术。

摘要：随着计算机技术的不断优化与发展,各种计算机系统联用的控制设备越来越多,比如:手机、电气电子设备、电子传感等等。计算机操作系统执行程序代码时不可以直接的对控制设备调控,而要借用其它类型的辅助系统来完成设备运行。计算机嵌入式系统的开发可以辅助系统进行调配并进行控制,计算机连接的其它设备进行自动化控制,以建立多功能型的技术应用模式。在系统开发中活用各项操控技术,是符合设备操作要求,并且能够确保新型嵌入式系统操作。