植入式电子设备

植入式电子设备（精选12篇）

植入式电子设备 篇1

1 概述

1998年诺基亚公司年发布了全球第一款内置游戏的手机———“变色龙6110”，内置贪食蛇、记忆力、逻辑猜图三款游戏，受到了全世界的欢迎，其他厂商纷纷跟进。

然而更多的情况下，手机只是PC与游戏机的一种替代。条件满足的话，人们肯定更愿意选择速度与交互性都更加出色的后者。与之相比，手机游戏最大的优势便是其易携性与网络支持性。在网络支持性这方面，在目前网络带宽有限的情况下优势还不明显，反而成为手机网络游戏发展的最大阻力，即使在最新的3G网络上，情况并不没有真正的改善，网络流量大增(流向手机的数据量)，但延迟不可避免，对即时性要求效高的网游来说，还是有不足之处。但这些限制并不意味着我们在无线通信上毫无办法，其实在这些局限性之内，还是可以实现一些功能的。

网络对战游戏是当前游戏的主流发展方向，是程序设计中的技术综合使用。对于手持设备来说，由于本身性能与网络传送数据有限，所以设计一个手机网络游戏要考虑的因素很多。手机双人迷宫联网游戏是一款基于无线网络的双人迷宫游戏，本游戏联网模式采用传统的客户端———服务器端模式，游戏规则采用游戏中双方最先走出服务器随机生成的迷宫就为胜方。

2 开发与运行平台

本游戏开发平台为Eclipse3.2.0+EclipseME1.6.8+jdk1.6.0+WirelessToolkit2.5+MicrosoftOfficeaccess2003，模拟测试平台为WTK模拟器与SonyEricsson_java_me_cldc_sdk_2_2_4(索爱全系列模拟器)，真机测试平台为诺基亚N80、索爱W800;图形处理工具为ACDSee 9 Photo Manager、Adobe Photoshop CS2、WindowsSnapshotMakerv2.0.5、Office_Visio_Pro_2007;声音处理工具为GoldWave5.13。

3 游戏运行模式

本游戏是一个基于无线网络的双人联网迷宫游戏，联网模式采用客户端———服务器模式，如图1所示。参与游戏的玩家首先要登录游戏服务器，新玩家要先注册新用户，正确登录服务器后进入游戏大厅。游戏大厅中玩家可以选择桌子坐下，当另外座位上有其他玩家时游戏马上开始。在游戏大厅中可以查询玩家的游戏积分，修改玩家的用户密码。在游戏的过程中，先走出迷宫一方为胜方，胜方的游戏积分累加1分，游戏结束，跳出获胜信息，返回游戏大厅。同时对手也结束游戏，跳出失败信息，返回游戏大厅。游戏的进行流程，如图2所示。

游戏的迷宫数据由服务器随机产生，因此每次的游戏地图都会不同。在游戏过程中，如果一方获胜，那么游戏就结束，并返回游戏大厅。在游戏的进行过程中，如果玩家选择退出，那么游戏的另外一方将增加积分，游戏退出并返回游戏大厅。

游戏规则：先走出迷宫为胜方，途中会设计一些障碍敌人。记分规则：双人游戏胜方得10分，输方在总积分中减5分。多人游戏第一个走出迷宫玩家积分为游戏总人数*10，输方在总积分中减5分(打掉一个障碍敌人得一分)。

4 关键技术

数据库设计：在游戏服务器端，采用Access数据库保存游戏的一些数据，如用户账号、积分等信息。根据游戏的需要设计数据表User有Un(用户名)、Pw(密码)、So(积分)3个字段。

通信协议设计：在游戏中，客户端与服务器需要交互信息，因此需要定义通信协议，以便于客户端与服务器端传输数据。本游戏采用应答式设计，格式：基本命令[命令参数1][命令参数2]。在收发数据时，如客户端某些原因导致网络连接中断或网络超时，需要用户重新登录，如服务器端检测到网络超时，可结束当前游戏。

服务器端对客户端的管理：服务器是由Java编写实现的，用java编写程序的界面是金属质感，比较生硬。本游戏的客户端加入了一段小代码使界面变成Windows的界面，比较有亲切感。服务器中创建了两个类分别为Maze Cient和Maze Server服务器作为客户端与数据库、客户端与客户端之间的中转站，主要用于接收客户端发送来的命令，根据接收到的命令作相应的处理操作。登录到服务器的玩家信息封装在Maze Cient类中，此类主要用于打开或关闭Scoket连接，建立数据流实现服务器与客户端的连接。

登录系统的玩家列表保存在Maze Server类的clients列表中，坐在桌子上的玩家列表保存在tables列表中。在tables列表中，保存的都是Client类型的二维数组，数组的第一元素表示左边的座位，第二个元素表示右边的座位。

5 结语

对J2ME游戏开发的支持可能是开发者和用户都企盼已久的，MIDP2.0提供的游戏API使得游戏本身可以更充分的利用设备自身的图形处理功能。它的出现无疑大大简化了J2ME游戏的开发工作，同时也使得开发者可以更多地控制程序的图形处理性能。

摘要：J2ME技术的普及为手机游戏的发展提供了最适合的土壤, 随着MIDP2.0的发布, 使得手机游戏开发者可以更专注于游戏性的增强而不再是繁琐的动画处理与地图设计, 让开发过程变得更加方便迅捷。

关键词：J2ME,手机游戏,嵌入式设备

参考文献

[1]李振鹏, 龚剑.J2ME手机游戏开发技术详解[M].北京:清华大学出版社, 2006.

[2][美]Maritin J.Wells, 李鹏, 陈炜, 任俊伟.J2ME游戏编程[M].北京:清华大学出版社, 2005.

[3]刘斌.Java ME实用详解——用Eclipse进行移动开发[M].北京:电子工业出版社, 2007.

[4]池瑞楠, 仵博, 张立涓.J2ME无线开发实训教程[M].北京:清华大学出版社, 2007.

[5]施铮.J2ME无线移动游戏开发[M].北京:人民邮电出版社, 2006.

植入式电子设备 篇2

嵌入式系统在工业现场应用广泛，对于机电专业本科生而言，因其在机电设备开发、控制于维护方面有着较强的应用背景知识，且具有一定的先修课程基础，因此嵌入式系统课程较适合机电专业本科生的学习。

但同时，与电类专业不同，机械类专业电基础较为薄弱，导致了机械电子专业嵌入式系统教学具有以下特点：

1.1 课程内容综合性强

嵌入式系统是一个软硬件系统的综合体[4]，在课程中要向学生讲解嵌入式微处理器的基础知识以及其他相关硬件知识，包括处理器结构、指令系统、寄存器设置等，又要讲解嵌入式软件方面的知识，包括Linux系统、交叉编译、设备驱动程序、多进程通信等。

1.2 课程的课时有限

作为一门专业选修课，嵌入式系统课程设置的教学时长为32学时，而电类专业该课程一般有48学时以上的课时，甚至达到72学时，在这其中，实验课时又有8个。

由于课内学时数偏少，较容易发生学生能够听懂某些细节但缺乏整体认识，或者能够把握大框架但实际动手时一筹莫展的情况。

1.3 先修课程基础薄弱

尽管机电专业本科生已经有C程序语言设计、模拟/数字电子技术、微机原理、单片机接口技术、电子CAD等先修课程基础，但受到大学教学活动短学程化的影响，学生在背景知识的掌握上存在不够全面或不够深入的情况。

植入式电子设备 篇3

当今社会，互联网上的广告收益已经全面超过了电视平台，互联网从业者也正为他们取得的成功而击掌相庆，并且希望能够创造更大的奇迹。互联网的世界已经形成了属于自己的历史和社会关系网，成百上千的百万富翁从这里诞生，而对于“下一个将会是什么?”这样的话题也将永无休止的讨论下去。

近几年来，电子竞技的概念在世界范围内变得越来越清晰。每年都有相当数量的玩家加入到这个行业里来，随着电脑游戏产业在经济里的爆炸式发展以及越来越多的人进入到互联网领域，电子竞技有着无数的机会和可能性壮大自己的势力。

作为电子竞技市场所针对的消费人群——16至35岁之间的男性来说，他们有着不错的收入和消费能力，这对于广告商来说简直是一场春梦。传统的高科技产品所针对的用户对于质量和价格都非常敏感，所以很难进行定位。他们通常会放弃马戏团表演一样的电视购物以及强压式的互联网嵌入式广告。电子竞技和游戏则拥有容纳这一部分消费者的空间。

电子竞技是最容易有认同感的宣传途径

游戏和电子竞技能够让广告商在自己能够掌握的范围内把信息精准的传达到他们的目标客户中。我的意思就是说这样的情况下，屏幕的每一寸地方都能够利用起来。不管你是去Gotfrag还是去Joystick上浏览游戏心得，你都将接触到广告，尤其是那些专门为游戏玩家设计的商品。

尽管电子竞技只占有游戏市场的一小部分份额，但是对于赞助商来说却有着非同寻常的吸引力。它不仅能够拥有其他游戏领域内的传播方式，而且更重要的是他拥有自己独特的成功模式一一竞技。

竞技的感觉是人们所需要的，这要让那些抱着随便玩玩的心态的玩家找到了一种更加强烈的表达方式。和足球比赛一样，这里有勇气、侵略、激情，和一个人自娱自乐完全不是一样的概念。用一个词来表达的话，那就是“感觉”。当你的感觉和比赛的气氛融为一体的时候，比赛的宣传作用就自然而然的产生了效果。这种潜意识层面上的宣传实际上就是广告商所需要的。

因此在这样的条件下，电子竞技已经被那些对客户宣传有高针对性的企业作为宣传渠道。当然这仅仅是开始而已，更多的大型股份制企业已经开始关注这条针对玩家的宣传途径了。

奥巴马曾经在《火爆狂飙》中做过投票电视宣传片广告

现在游戏植入广告已经到达了另一个阶段。由微软旗下公司Massive发起的一种投放方式，广告商们现在可以在游戏中植入动态广告。尽管相关的技术现在还不算成熟，仍然有很大的发展空间，但是像《火爆狂飙》这款游戏已经可以在其专属的广告系统中达到醒目的宣传效果，当奥巴马把自己的竞选广告贴上去的时候，所有人都已经看到了结果。

全新的科技条件让广告商们可以选择全新的方式来改变自己的宣传途径，当然，前提是不能够骚扰到玩家，或者破坏游戏的整体感觉。同时，这些在游戏中植入的广告也能避免像其他广告那样给人十分“弱智”的感觉。

实践、时间、事件

游戏产业中的广告宣传方式在很长一段时间之内都没有什么本质上的变化了，就拿FIFA系列游戏中阿迪达斯和飞利浦的展板来说吧，这在游戏中也只不过是一个基本的产品展示而已。你也清楚的知道这也只不过是一个广告而已，是花了钱摆在那里的。但是话说回来，即使是这样，你仍然会认为它是游戏里的一部分，因为你肯定没有见过不带任何商业色彩的球场。

市场是庞大的，结果是可喜的

2006年，第二届游戏内部广告主题会议召开，Massive的CEO戴维斯先生对未来的游戏植入广告市场做出了预测，他预计在2010年，游戏植入广告将会达到20亿美元的市场份额，大概占到整个媒介的3％。

对于广告商来说，这么个花钱法是很爽的。但是同时也意味着电子竞技面临着非常艰难的挑战。事实是电子竞技所涉及到的游戏项目在未来将会更加直接的涉及到商业广告，那么电子竞技的战队、选手和赛事组织者就需要为广告商寻找一个全新的发行渠道。

嵌入式设备的通信故障检测研究 篇4

嵌入式设备使用高效、方便, 在现代工业控制领域, 嵌入式设备可以根据系统特殊使用要求, 通过多通讯接口接入系统进行工作。嵌入式设备使用方便, 同时技术先进、结构复杂, 具有较多功能, 嵌入式设备在应用的系统中起着重要的控制决策作用。所以, 防止嵌入式设备发生故障, 保证嵌入式设备能够正常、持续地工作是十分重要的, 在应用嵌入式设备时需要对嵌入式设备进行及时的故障检测和监测, 在应用中有着极为重要的现实的意义。

嵌入式设备具有体积小、重量轻、功耗低便于移动的特点, 所以经常根据需要, 把嵌入式设备接入到应用系统中进行工作。为了保障嵌入式设备正常功能的发挥, 需要有可行的嵌入式设备故障检测方法。本文对多串行通讯嵌入式设备故障检测进行了研究, 提出充分利用嵌入式设备多串行通讯资源, 实现对嵌入式设备故障检测和故障诊断的方法, 以保障嵌入式设备的有效使用。本文基于对车载GPS导航系统故障检测的研究, 从故障检测和诊断系统的硬件设计、故障检测和诊断系统的故障检测和诊断方法及故障检测和诊断系统的软件实现三个方面, 提出了对嵌入式设备进行故障检测的方法。本文的研究可以被其他嵌入式设备故障检测所借鉴, 在实践中有着重要的应用价值。

1 嵌入式设备故障检测的依据

对嵌入式设备进行故障检测, 主要是利用嵌入式设备多串行通讯资源, 基于以下的数据基础: (1) 串行通讯接口传输数据内容质量, 反映了嵌入式系统整机通讯性能。所以通过数据质量可以判断是否存在故障。通过串行交互式通讯方式判断嵌入式设备系统反馈信息, 对反馈信息进行检测, 就可以判定嵌入式设备是否存在故障。 (2) 串行通讯数据在嵌入式设备各元件中传输, 所以串行通讯数据的质量反映了嵌入式设备是否完好, 如果串行通迅数据有问题, 说明嵌入式设备可能出现故障, 根据通读数据的异常可以判断嵌入式设备故障的种类。

2 嵌入式设备故障检测的硬件设计

本文的研究对象是一种车载GPS导航系统, 车载GPS导航系统主要在野外环境下使用, 车载GPS导航系统有多个串行通信接口, 通过串行通信接口进行工作, 实现野外工作的定位、导航。硬件设计的实现, 是为了通过GPS导航系统故障检测设备硬件设计提供六个串行通讯口资源, 通过GPS导航系统故障检测设备硬件设计建立数据传输通道的连接, 通过数据质量对GPS导航系统进行故障检测。

车载GPS导航系统故障检测设备进行中央处理单元设计时, 采用嵌入式CPU模块ETX为车载GPS导航系统故障检测设备中央处理单元。在车载GPS导航系统故障检测设备设计中, 由于ETX模块提供的串行通讯口资源功能有限, 有限的通讯口使得故障检测硬件设计在技术上无法实现, 需要进行扩展串行通讯口。在进行车载GPS导航系统故障检测设备设计时, 需要了解ETX模块中断资源并进行利用, 对ETX模块总线资源也需要进行评估和充分利用, 在了解现有资源的基础上, 根据短缺情况, 基于ISA总线进行串口的扩展, 进行车载GPS导航系统故障检测设备硬件设计。车载GPS导航系统故障检测设备设计时, 异步串行接口芯片TL16C5544被用来进行串口的扩展, 使用CPLD芯片进行多串口中断源和地址译码控制。

在车载GPS导航系统故障检测设备设计中, 异步串行接口芯片TL16C554进行嵌入式设备数据的串/并切换。一片TL16C554由4个增强型TL16C550异步通讯单元构成, 4个增强型TL16C550异步通讯单元可以扩展, 通过扩展形成4路UART接口。在用异步通讯单位进行4路UART接口扩展时, 芯片选通管脚 (CS[A..D]) 根据需要分别选通UART接口。车载GPS导航系统故障检测设备设计中程序读写TL16C554内部寄存器控制, 车载GPS导航系统故障检测设备设计中寄存器的选取由ISA总线地址线低三位 (SA[0..2]) 实现。

车载GPS导航系统故障检测设备设计中, CPLD主要用于设计地址译码电路和多中断源控制电路。对宏单元和管脚进行硬件设计时, 使用EPM7032款芯片进行设计。为使检测设备选中扩展的4路UART接口, 输入译码电路要利用地址线SA, 在译码电路输出设计中, 将译码电路输出分别连至异步串行接口芯片TL16C554的四个片选端 (CS[A..D]) 。车载GPS导航系统故障检测设备设计中, 中断请求通过ISA总线的IRQ5进行, CPU检测中断端口的IIR寄存器来判断中断的串行端口, 通过中断处理程序对中断进行处理。为防止嵌入式设备检测时中断阻塞发生, 通过中断允许寄存器 (IER) 屏蔽端口中断, 这样CPU就可以顺利进行中断处理程序。

3 嵌入式设备故障检测和诊断方法研究

嵌入式设备故障检测, 一般采用定性分析方法分析故障的性质, 本文研究通过故障树方法进行嵌入式设备故障的检测。

嵌入式设备具有较高的技术含量, 对嵌入式设备的用户来说是难以清晰了解的, 嵌入式设备内部电路技术先进, 原理复杂, 涉及跨学科的学识, 用户很难全面了解嵌入式设备的原理和结构。嵌入式设备元件很多, 连接复杂, 电路板间具有耦合效应, 所以进行嵌入式设备故障的定量检测是非常复杂的。为了进行恰当的处理, 在嵌入式设备故障检测中, 首先需要采用定性分析的方法确定嵌入式设备故障的性质。故障的检测与分析是依靠“发送-接收-判断”的模式来实现的。分析嵌入式设备的功能是否正常, 根据输入输出检测数据, 与设定的正常状态数据进行对比, 定性预测嵌入式设备的表现是否正常。嵌入式设备接口资源是面向用户进行设计的, 所以采用串行通讯口进行嵌入式设备故障检测。

嵌入式设备故障检测与诊断, 可以采用故障树的分析方法实现。进行嵌入式设备的故障树分析, 以数据传输路径为故障检查的依据, 依次检测串口通讯故障, 建立嵌入式设备故障树检测模型。向嵌入式设备发出检测数据, 根据嵌入式设备反馈数据, 比较检测前设定的正常设备设定数据, 判定嵌入式设备反馈数据是否正常, 诊断嵌入式设备是否存在故障, 如发生故障根据反馈数据与设定数据的差异寻找故障原因。在嵌入式设备故障分析中, 采用故障树分析方法时, 将把嵌入式设备故障定位到板级, 这样可以有利于故障数分析在板与板之间依次进行。

4 嵌入式设备故障检测与诊断的软件设计

嵌入式设备故障检测与诊断软件采用模块化设计, 以嵌入式设备故障检测与诊断软件为核心, 从底层嵌入式设备故障检测与诊断测试硬件驱动, 到嵌入式设备故障检测与诊断应用程序开发在内的所有环节。嵌入式设备故障检测与诊断软件设计中, 嵌入式设备故障检测与诊断驱动层, 沟通了嵌入式设备故障检测与诊断软件设计平台和硬件设备, 嵌入式设备故障检测与诊断驱动层由接口驱动和Windows API组成。嵌入式设备故障检测与诊断软件设计中为了达到较好的人机交互效果, 采用Windows 7操作系统进行嵌入式设备故障检测和诊断程序操作。在本文研究中, 嵌入式设备故障检测与诊断软件主要通过VC++来进行设计, 这样可以有效地减小代码的编写量。嵌入式设备故障检测与诊断软件中, 嵌入式设备故障树以对象类表示, 包括嵌入式设备故障树相关信息、规则库、解释模块等。为保证嵌入式设备故障检测与诊断时串行通讯的可靠性, 嵌入式设备故障检测与诊断软件设计中串口通讯部分采用软件实现循环冗余校验 (CRC) 。嵌入式设备故障检测与诊断软件设计中采用第三方编写的多线程串口通讯类C Serial Port。

5 结束语

本文进行了嵌入式设备故障检测和诊断设计, 达到较好的嵌入式设备故障检测和诊断目的。本文的研究具有很强的工程应用性, 在实践中具有较高的应用价值。

参考文献

[1]耿朝阳.入式装备故障诊断专家系统[J].西安工业大学学报, 2013 (11) .

[2]黄高峰.CI总线设备的通用嵌入式故障诊断平台研究[J].计算机应用与软件, 2011 (02) .

[3]刘朴.入式矿井通风机在线监测与故障诊断系统设计[J].工矿自动化, 2013 (12) .

[4]王雪.于嵌入式的智能故障诊断的研究与设计[J].黑龙江科技信息, 2013 (16) .

植入式电子设备 篇5

Linux为是一个成熟而稳定的操作系统。将Linux植入嵌入式设备具有众多的优点，包括可剪裁和容易移植等，所以Linux操作系统在嵌入式领域获得了广泛的应用。嵌入式Linux一直是嵌入式领域的研究热点，与PC架构不同，嵌入式系统的硬件具有多样性和差异性，嵌入式系统的开发需要对特定系统进行硬件设计，同时还要针对这些硬件来编写驱动程序。Linux内核就是通过驱动程序来同外围设备打交道的，系统设计人员必须为每个设备编写驱动程序，否则设备无法在操作系统下正常工作。设备驱动程序设计的基本概念与模型

设备驱动程序是操作系统内核与机器硬件之间的接口，它为应用程序屏蔽了硬件的细节，在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作，设计驱动程序是内核的一部分，可以实现以下功能：

对设备初始化和释放;

把数据从内核传送到硬件，以及从硬件读取数据;

读取应用程序传送给设备文件的数据，以及回送应用程序请求的数据;

检测和处理设备出现的错误。

前面已经提到驱动程序的作用，而编写驱动程序就是构造一系列可供应用程序调动的函数(包括open、release、read、write、llseek、ioctl等)。在用户自己的驱动程序中，首先要根据驱动程序的功能，实现file_operations结构中的函数，不需要的函数接口可以直接在file_operations结构中初始化为NULL;file_operations变量会在驱动程序初始化时注册到系统内部。当操作系统对设备操作时，会调用驱动程序注册的file_operations结构中的函数指针。

以下是嵌入式linux2.4设备驱动程序的最简模型。

具体实现前面定义的函数时，需注意下面几点：

1)在test_init函数中要通过调用register_chrdev()函数来向内核注册字符设备驱动程序。如果是块设备，则还需调用mmmap()进行地址空间的映射，再调用register_blkdev()函数来向内核注册块设备驱动程序，在Linux系统中，对中断的处理是属于系统核心部分，因而如果设备与系统之间以中断方式进行数据交换，则必须把该设备的驱动程序作为系统核心的一部分，也就是说设备驱动程序要通过调用request_irq()函数来申请中断，通过free_irq()函数来释放中断(在test_cleanup中实现)。

2)open()函数和release()函数的具体实现有着一定的对应性，在open()函数中主要是执行打开设备时的一些初始化代码，如果该驱动程序需要管理多个设备，那么还要获取从设备号，根据从设备号来判断需要操作的设备，其中，从设备号可通过调用函数MINOR(inode->i_rdev)来获得，然后再调用宏MOD_INC_USE_COUNT来使得驱动程序使用计数器加1，而在release()函数中则要进行相反的处理。即调用宏MOD_DEC_USE_COUNT来减小驱动程序使用计数器。

3)归根到底，驱动函数的实现就是调用内核所支持的函数(包括内核提供的API和用户自己定义的寄存器操作函数)来完成对设备的操作，虽然嵌入式系统设备的种类众多，不同设备操作的具体实现方法不可能相同，但是Linux操作系统提供了一系列特殊API，为开发内核驱动程序带来了很大的方便，调用这些API时需要注意的是：通常情况下，应用程序是通过内核接口访问驱动程序的(这是驱动程序的主要使用方式)，因此驱动程序需要与应用程序交换数据，但是操作系统内核和驱动程序在内核空间中运行，而用户程序在用户空间中运行，用户程序不能访问内核空间，操作系统内核和驱动程序也不能使用指针或memcpy()等常规的C库函与用户空间传输数据，造成这种状况的主要原因是linux操作系统使用了虚拟内存机制，使用了虚拟内存机制后，用户空间的内存可能被换出，当内核使用用户空间指针时，对应的页面可能已经不在内存中了，因此在使用调用函数时要注意：设备驱动程序在申请和释放内存时不是调用malloc()和free()，而调用kmalloc()和kfree();用于内核空间与用户空间进行数据拷贝的函数主要有access_ok()(检查某内存空间是否有权访问)，copy_to_user()和put_usr()(内核函数向用户空间传输数据)，copy_from_user()和get_user()(用户空间向内核空间传输数据);关于内核空间与I/O空间的数据交换，不同体系结构的处理器对I/O的处理方式也不同，x86系列处理器中，I/O与内存完成不同，它是分开编址的，访问它要使用专用的指令;而对ARM体系结构的处理器来说，则是不区分I/O和内存，统一编址的，可以使用同样的指令访问，在驱动程序中可以使用一系列函数来访问I/O口，如outb()、outw()、outl()inb()、inw()、inl()、outsb()、outsw()、outsl()、insb()、insw()和insl()等。

Linux2.6与2.4内核驱动程序的区别

为了彻底防止对正在被使用的内核模块进行错误操作，linux2.6内核在加载和导出内核模块方面都较2.4内核有所改进，避免了用户执行将导致系统崩溃的操作(例如强制删除模块等)。同时，当驱动程序需要在多个文件中包含 头文件时，不必定义宏来检查内核的版本。与2.4内核相比，2.6内核在可扩展性、吞吐率等方面有较大提升，其新特性主要包括：使用了新的调度器算法;内核抢占功能显著地降低了用户交互式应用程序;多媒体应用程序等类似应用程序的延迟;改进了线程模型以及对NPTL的支持，显著改善了虚拟内存在一定成程度负载下的性能;能够支持更多的文件系统;引进了内存池技术;支持更多的系统设备，在2.4内核中有约束大型系统的限制，其支持的每一类设备的最大数量为256，而2.6内核则彻底打破了这些限制，可以支持4095种主要的设备类型，且每个单独的类型又可以支持超过一百万个的子设备;支持反向映射机制(reverse mapping)，内存管理器为每一个物理页建立一个链表，包含指向当前映射页中每个进程的页表条目的指针。该链表叫PTE链，它极大的提高了找到那些映射某个页的进程的速度。

Linux操作系统的设备驱动程序是在内核空间运行的程序，其中涉及很多内核的操作，随着Linux内核版本的升级，驱动程序的开发必然也要作出相应的修改，总之，在linux2.6内核上编写设备驱动程序时具体要注意以下几个方面：

1)Linux2.6内核驱动程序必须由MODULE_LICENSE(“Dual BSD/GPL”)语句来定义许可证，而不能再用2.4内核的MODULE_LICENSE(“GPL”)。否则，在编译时会出现警告提示。

2)Linux2.6内核驱动程序可以用int try_module_get(&module)来加载模块，用module_put()函数来卸载模块，而以前2.4内核使用的宏MOD_INC_USE_COUNT和MOD_DEC_USE_COUNT则可不用。

3)前面给出的字符型设备驱动程序模型中结构体file_operations的定义要采用下面的形式。这是因为在Linux内核中对结构体的定义形式发生了变化，不再支持原来的定义形式。

4)就字符型设备而言，test_open()函数中向内核注册设备的调用函数register_chrdev()可以升级为int register_chrdev_region(dev_t from，unsigned count，char * name)，如果要动态申请主设备号可调用函数int alloc_chrdev_region(dev_t * dev,unsigned baseminor,unsigned count,char * name)来完成;原来的注册函数还可以用，只是不能注册设备号大于256的设备，同理，对于块设备和网络设备的注册函数也有着相对应的代替函数。

5)在声明驱动程序是否要导出符号表方面有着很大的变化。当驱动程序模块装入内核后，它所导出的任何符号都会变成公共符合表的一部分，在/proc/ksyms中可以看到这些新增加的符号。通常情况之下，模块只需实现自己的功能，不必导出任何符号，然而，如果有其他模块需要使用模块导出的符号时，就必须导出符号，只有显示的导出符号才能被其他模块使用，Linux2.6内核中默认不导出所有的符号，不必使用EXPORT_NO_SYMBOLS宏来定义;而在2.4内核中恰恰相反，它默认导出所有的符号，除非使用EXPORT_NO_SYMBOLS，因此在上面给出的范例中可以省略去该定义语句。

6)Linx内核统一了很多设备类型，同时也支持更大的系统和更多的设备，原来Linux2.4内核中的变量kdev_t已经被废除不可用，取而代之的是dev_t。它拓展到了32位，其中包括12位主设备号和20位次设备号。调用函数为unsigned int iminor(struct inode * inode)和unsigned int imajor(struct inode * inode)，而不再用Linux2.4版本中的int MAJOR(kdev_t dev)和int MINOR(kdev_t dev)。

所有的内存分配函数不再包含在头文件 中，而是包含在 中，而原来的 已经不存在。所以当在驱动程序中要用到函数kmalloc()或kfree()等内存分配函数时，就必须要定义头文件 而不是。同时，前面提到的申请内存和释放内存函数的具体参数也有了一定的改变，包括：分配标志GFP_BUFFER被取消，取而代之的是GFP_NOIO和GFP_NOFS;新增了_GFP_REPEAT、_GFP_NOFAIL和_GFP_NORETRY分配标志等，使得内存操作更加方便。

8)因为内核中有些地方的内存分配是不允许失败的，所以为了确保这种情况下得成功分配，linux2.6版本内核中开发了一种称为“内存池”的抽象。内存池其实相当于后备的高速缓存，以便在紧急状态下使用。要使用内存池的处理函数时，必须包含头文件。内存池处理函数主要有以下几个：mempool_t *mempool_create()、void*mempool_alloc()、void mempool_free()、int mempool_resize();

另外值得一提的是：2.6内核为了区别以.o为扩展名的常规对象文件，将内核模块的扩展名改为.ko，所以驱动程序最后是被编译为ko后缀的可加载模块，在应用程序中加载驱动程序模块时要注意。结语

植入式电子设备 篇6

关键词：移动终端设备；嵌入式；数据库；安全性

【分类号】TP311.13

当今社会属于信息的时代，近年来移动通信的技术和嵌入式技术也开始不断发展，人们可以通过移动终端设备，随时随地的就在网络上获取自己需要的信息。目前在移动计算领域中，移动终端设备的地位越来越重要，人们的生活中也布满了各种各样的移动终端设备。但是科技发展的越快移动终端设备的信息安全性就会受到越多威胁，如果移动终端失去安全性，那么其应用价值也会遭到贬值，所以说嵌入式移动数据的安全性具有非常重要的意义。

一、移动终端设备的嵌入式数据库的概述

嵌入式数据库，也称移动数据库，主要是在移动计算的大环境下，在移动终端设备上得以运行的数据库。在数据库研究过程中，嵌入式移动数据库的研究是其热点。嵌入式移动数据库可以随时随地满足人们的信息，用户的使用具有周期性，可同步到后台服务器数据库，副本中信息的正确性要给予保证。

二、移动终端设备的嵌入式数据库的背景环境特点

（一）资源的有限性：和PC进行比较，移动终端在运算能力和存储容量以及安全管理等各个方面都具有很大的差别，在查询数据、存储管理、数据处理的过程中要给予高度重视，进行有效的优化处理，在一定程度上提高设备资源的利用效率。

（二）移动性：移动终端可自由设定，对GPS应用程序进行查询，其具体的结果和移动终端的具体位置具有很大的关系，如果时间和地点都不相同的话，这样查询的结果当然也是非常不一样的，这就需要嵌入式移动数据库，可以将位置有关的数据进行有效的处理。【1】

（三）断接性：流量的收费情况和互联网技术等方面对于移动终端都具有不同程度的限制，PC可以一直处于连接的状态，但是移动终端却不能满足这样的条件。移动终端和服务器的正常通信在一般情况下都处于断接的状态下。

（四）缺乏安全性：移动终端很容易丢失或被他人盗窃，还会受到磁场的干扰，在移动终端中存在很多不安全因素，因此需要加以注意。

三、移动终端加密设计思路

（一）绑定设备

当在后台服务器中注册成功后才属于合法设备，只有满足这样的情况，才可进行访问操作。否则要及时在收集客户端时将具体的应用设备进行安装，也没有办法进行正常使用，针对需要安装的客户要提示其进行注册。如果具体的用户对设备进行更换要重新进行注册，再次安装。这样一来，合法用户具体的使用数量得到了比较严格的控制。这样的加密思想，在使用应用程序过程中在源头上就已避免非法用户出现。当用户注册后，就成为了合法用户，对于应用程序要进行安装，完成这些必要的工作，才可以进行访问。【2】

（二）绑定客户

这主要是对手机客户进行绑定，加密密钥主要由唯一特征和设定的口令密码两个部分组成，这样的组合是准确的加密思想。将密钥组合的方案进行使用，这样即使手机丢失或者被他人使用，非法用户对系统数据也无法造成威胁。

（三）数据库加密

上文说的加密措施主要都是对非法客户采取的措施，但是如果面对技术高超的黑客，那么刚才说的措施对于黑客来说，根本阻碍不了他们的行动。想要实现CEIIS核心基础就需要对数据库采取加密技术。针对这样的加密措施，只是在服务器中实现，使手机客户端不再具备那么多负担，可以有效提高系统对信息查询的实际效率。移动信息系统可完成一些特殊的查询操作，但是这样就不能完成信息的更新和客户端维护。当智能手机连入网络，后台服务器对于数据库完成一定的加密操作之后和手机同步，这样就形成了手机数据库副本。

（四）数据库解密

当后台服务器中的数据和手机同步后，针对手机中的副本数据库，要经过详细的解密操作，这样用户才会得到所需要的明文信息。对数据库进行解密需要在手机客户端中完成，其具体的解密算法要尽可能简单、高效并首先满足数据安全，这样在系统运算过程中，其运算效率才不会受到影响。如果手机处于受限的状态下，对于耗时的数據进行性加密操作，对系统的运行效率会受到严重影响。【3】

后台主服务器数据库在传输的过程中其数据的安全性要给予一定的满足，这样数据才会在安全的环境下进行传输。

结束语：

通过以上的综合论述，本文主要针对移动终端设备的嵌入式数据库安全性进行研究，首先对移动终端设备的嵌入式数据库的定义进行基本概述，其次对移动终端设备的嵌入式数据库的特点进行详细描述，主要针对移动终端设备嵌入式数据库的安全性进行具体论述，以此更好适应时代的发展需求。

参考文献：

[1]邬明豪. 基于WINCE嵌入式的移动彩票销售系统的设计与实现[D].电子科技大学，2013.

[2]顾伟. 嵌入式数据库研究及在家居能源控制系统中的应用[D].南京航空航天大学，2012.

[3]张荣鉴. 移动计算环境下嵌入式数据库在换装软件中的研究与应用[D].长春理工大学，2013.

植入式电子设备 篇7

进入21世纪以来随着芯片技术、网络技术和计算机技术的进步, 嵌入式系统的发展也进入了一个崭新的阶段, 它继承了整个PC机时期的技术成就。特别是近年来, 嵌入式技术随着手机、MP3、数码相机、数字电视、智能家居的广泛应用得到了蓬勃发展, 并逐步向工业控制领域发展, 微小型手持式控制器正在逐渐改变着传统的工业生产和服务方式。嵌入式系统已经在移动通信、医疗电子、工业控制、仪器仪表、军事国防等领域得到了广泛应用。从某一个角度来看, 嵌入式系统可应用于人类工作与生活的各个领域, 具有极其广阔的应用前景。近年来有越来越多的电子产业公司将生产线设置于第三地, 以求降低成本, 根据保守统计, 每年也有数万名的工程师往返两地进行出差, 大部分皆为进行设计电路修改的工作, 除了工程人员往返两地的交通工具支出外, 所耗费的时间也占了大部分, 各公司无不希望能够减少上述的支出, 通过仪器的测量立刻将电路波形信号的详细信息提供给两地的设计工程师, 使其了解问题的所在, 并在第一时间内着手修改电路设计的工作, 缩短开发的时程, 提升研发团队设计工作全面数字化、信息化以及监控网络化的能力, 而这也是本研究的动机, 并根据设计与实作测量电子实验的远程电子测量系统, 作为学习电子测量系统的目标。

而本研究尝试将电路所测量到的输出信号数字化再配合网络传输功能, 形成远程电子测量系统。完成电子测量系统的电路研究与制作, 期许能运用便宜的成本完成现今昂贵的电子测量仪器。将模拟信号转换成数字信号, 再通过嵌入式开发板以网络传输信号波形, 让远程设计工程师随时都能得到所设计电路的相关信息。

嵌入式远程电子测量系统的设计

当一个电子测量系统测量信号的时候, 所测量的信号往往会参杂一些非本研究所希望测量到的干扰信号即为噪声, 当在进行波形观察的时候噪声往往会造成波形信号判断上的误导, 而噪声主要是测量信号与测量系统电路非匹配、电压源不稳定与周边信号互相干扰等产生的, 而抑制噪声的方法可分为硬件端的噪声抑制与软件端的数字信号处理来降低噪声, 希望能够提升所测量到波形的质量与准确度, 本研究通过无限脉冲响应数字滤波器 (IIR) 过滤噪声、重复测量取平均计算与平滑方程式计算信号等方法来针对噪声做计算与实际测量, 并与原始波形做比较找出各种方法的差异, 以及系统在计算上所耗费的时间, 并且结合上述方法来找出最佳的抑制噪声方法, 提升远程电子测量系统的测量波形的质量。

本研究使用嵌入式开发板取代了计算机的功能, 嵌入式开发板与外部自行设计的测量系统模块通过GPIO进行数据的传输, 并可通过嵌入式开发板上的键盘来设定相关信息的参数, 而所测量到的波形可直接在嵌入式开发板的LCM屏幕上展示出来, 通过网络的传输可将嵌入式开发板所测量到的波形传送至远程服务器端。在嵌入式开发板上面已经有了完整以太网络的功能以及TCP/IP的通信模块, 与完整的程序开发环境, 相较而言利用这种嵌入式开发板来做网络以及数据的管理与传输会相当方便, 以及内含精简的uCLinux作业系统可以同时执行网络与控制等不同的多个程序, 再加上嵌入式系统的体积与成本的关系, 可以更加节省开发的负担。

本研究将系统分为ADC、DAC与控制模块三大部分, ADC模块主要的功能是将外部的模拟信号转换成数字信号提供嵌入式板端的接收与处理, 例如示波器便是使用ADC模块来设计, DAC模块则是将嵌入式系统的数字信号转换成模拟信号送出提供外部使用, 如电源供应器与信号发生器, 而控制模块负责管理ADC与DAC模块, 除了协调每个时段中由那个模块与嵌入开发式板进行沟通传送数据以及避免造成互抢资源的情况发生外, 未与嵌入式板沟通的模块外围控制也是由控制模块来负责控制分配。

本研究在嵌入式开发板使用了μCLinux操作系统, 由于μCLinux相当精简所以整个操作系统所占内存空间非常小, 所以非常适合放在内存容量有限的嵌入式开发板, 并且嵌入式系统通常为了提高系统的可移植性, 往往采用HAL (Hardware Abstraction Layer) 与BSP (Board Support Package) 的底层结构设计, HAL提供了与设备无关的特性, 遮盖了不同平台硬件的差异, 像作业系统的上层提供了一套统一的接口, 并隐藏各种与硬件有关的细节保证了整个系统的可移植性。

软件模块分成嵌入式开发板μCLinux操作系统下接收数据程序部分以及远程服务器端监控软件两部分。

最后本研究使用了窗口化的程序写作来设计系统使用接口, 图1中表示远程电子测量系统图的操作接口图, 左上方是信号发生器所产生的波形预览, 使用者可直接在画面上针对所产生的波形做修改, 而在左下方则为信号发生器的相关参数设定, 如振幅大小, 带宽与基本波形架构选取等功能。右上方所观察到的波形即为示波器所测量到外部信号, 左下方则是示波器的功能选项, 在最下方的横轴即为电源供应器的设定, 用户可通过鼠标直接拉选欲输出的电压值。

系统降噪比较

本研究在示波器模块的信号观察结果中发现所测量的信号带有些许的噪声, 噪声的产生不外乎为电路的不匹配、信号本身受到外界干扰, 示波器电压源不干净等等, 由于在示波器模块中, 数字模拟转换芯片前端需经过两层的电路, 一层为信号压缩电路, 另一层为信号位移电路, 这两层皆会造成噪声产生的可能。在本研究将以软件方法实现无限脉冲响应数位滤波器 (IIR) 信号处理、重复测量取平均抑制噪声方法、平滑方程序重新计算信号等方法针对所测量到的信号做噪声抑制, 并且探讨各种方法的优劣并加以改善与结合, 进而提升测量波形的质量, 使嵌入式远端电子测量系统能够达到完善的境界。

植入式电子设备 篇8

1 广域数据交换平台组成

用于数据交换平台建设的嵌入式设备,是一套基于JXA P2P数据通信架构的数据交换设备,亦称广域数据交换平台,他可以实现跨部门、跨单位、多层级的数据交换、数据同步,为政府建立信息资源高度共享、深度电子化协作办公提供技术基础。广域数据交换平台包含数据交换总控、数据交换网关、数据桥接器三大部分。具体如下:

1)数据交换总控,是广城资源共享与数据交换网络中的总控管理系统,它具有统一配置、统一监控、统一跟踪、统一管理等功能,是广域资源共享与数据交换网络的中央处理单元CPU,部署在政务信息资源中心。

2)数据交换网关,是广域资源共享与数据交换网络中的节点设备,亦称为数据交换前置设备,部署在政府业务互联部门。

3)数据桥接器,是一种数据抽取、转换、同步软件,主要实现业务互联部门的业务系统与数据交换网关之间的桥接,避免数据交换网关与业务互联部门业务系统的接口开发。

2 广域数据交换嵌入式设备分析

1)数据交换总控

数据交换总控是一种嵌入式设备,它负责对运行在广域资源共享与数据交换网络中的各个数据交换网关进行统一配置、统一监控、统一跟踪、统一管理,是整个广域资源共享与数据交换网络的管理中心。数据交换总控由监控管理中心和配置部署中心组成,同时它还内置一个数据交换网关。

配置部署中心能对数据交换网关进行各种综合配置,具有系统管理、权限管理、定时任务、交换配置、信息统计、订阅分发、数据跟踪等功能。支持采集模式、订阅分发模式、双向同步模式、大数据传输模式、数据对比模式等复杂模式的配置。

2)数据交换网关

数据交换网关是工业级嵌入式设备,是广域资源共享与数据交换网络中的节点设备,亦称为数据交换前置设备,它具有数据交换过程实时监控、数据交换网关配置、数据交换定时任务调度、传输安全管理、数据交换定时任务调度、传输安全管理、数据智能恢复、数据断点续传、数据共享服务生成等功能。政府各业务互联单位均需要部署一台。

3)数据交换桥接器

数据桥接器是一种强大的、灵活的数据提取、转换、推送软件。它提供智能化的桥接适配器,内嵌JS脚本引擎、转换引擎、流程引擎、调度引擎,使各种信息孤岛的数据联通得简易操作,大大提高异构系统互联的工作效率,避免异构系统与数据交换网关的接口开发,实现与异构数据的互联互通“零编码”,即配即用。

1)数据桥接:对用户指定的数据源进行数据桥接,能够支持各种类型的数据源,包括各种类型的数据库,如:Oracle、DB2、SQL Server、Sybase、King Base、My SQL、H2等,Cube数据集市数据源、XML数据源、EXCEL数据源、CSV数据源、LDAP数据源、EMAIL数据源,等等。同时支持五种数据库数据提取模式,即数据库日志分析、触发器、标示位、全表比对、时间戳。

2)数据转换:提供上百种数据转换的组件供用户选择,用户根据自己的数据转换规则选择相应组件,通过各种不同的数据转换组件的组合可以完成复杂的数据转换需求。主要的数据库数据转换组件有字段折分组件、字段合并组件、数据过滤组件、多字段计算组件、空处理组件、字段映射组件、数据类型转换组件、脚本转换组件等。

3)任务调度:数据桥接器支持实时调度、定时调度、时间间隔循环调度等多种任务调度模式。

4)实时监控:数据桥接器提供桥接监控、流程统计、过程监控、事件预警,用以展示桥接的系统接入情况、流程的运行状态、数据桥接过程中发生的事件情况。

5)日志管理:数据桥接器提供对数据桥接过程的日志管理,可以展现数据桥接的日志情况,便于管理员查询在桥接系统运行过程中的各种信息。

3 广域数据交换平台关键特性分析

1)数据交换过程实时监控

具有数据传输过程、网络状况以及系统运行的实时监控功能。运行在各个政府机房内的数据交换网关能够通过总控设备进行远程控制,能够捕获数据传输异常、网络异常和运行异常,记录网关实时运行日志等。运行时的监控信息通过网关的总控客户端传输到交换总控服务端并进行展现,方便维护人员及时发现和处理问题,降低整个交换网络运行故障和维护风险。

2)一站式配置和管理

提供基于B/S的配置管理工具,能对数据交换网关内各个组件的运行情况进行配置和管理。通过配置可以和广域数据交换平台总控设备建立连接,能够自动从总控服务端下载广域数据交换平台数据交换的流程和规则。在总控服务端可以针对广域数据交换平台按照业务需求制定不同的交换模式。广域数据交换平台主要支持的交换模式包括数据采集模式、数据分发模式、双向请求模式等。多个广域数据交换平台根据配置组成交换网络,配置工具提供数据结构信息和网关配置信息的管理,支持大文件传输的配置。

3)支持数据交换定时任务调度

可以对交换情况进行各种任务的调度,通过总控管理端配置的调度规则,可以从时间、频率上对广域数据交换平台的交换传输、数据恢复、数据清理进程进行调度,保障广域数据交换平台在合理的环境中健康运行。

4)支持多通路并行传输

采用国际标准的JXTA P2P数据通信架构,端到端之间根据网络带宽,自动创建多条传输通路及测算每条通路的流量,根据每条通路的流量自动完成对数据包的大小进行分割、封装和传输,这样既增强端到端交换的性能,又能提升数据交换的可靠性。即使一条通路出现故障,流量小的通路能自动接管数据包的传输。

5)支持数据交换智能恢复

具备智能恢复功能。智能恢复提供两种模式:一种是实时恢复,在一次交换数据过程中,接收端和发送端会经过二次校验来确认数据准确性和合法性,数据校验失败后会进行自动恢复。第二种是定时恢复功能,根据定时任务配置恢复规则,定时启动全面自动和智能恢复功能,排查数据交换过程中遗漏数据和交换失败的数据。

4 广域数据交换架构设计

采用基于嵌入式设备的广域数据交换平台,通过电子政务外网,以数据交换与服务调度方式,解决同级政府职能间、上下级政府之间的数据交换,实现政府信息资源共享。

1)同级职能部门之间数据交换设计

同级政府职能部门之间可实现任意数据交换节点之间的端到端数据交换,如图1所示。

由于广域数据交换与服务调度解决方案是一种去中心化的端到端(Peer-to-Peer)的数据交换方案,只要在同级的政务信息资源中心的数据交换总控上配置相应的交换规则,即可实现同级职能部门数据交换网关之间的端到端的双向交换,再通过数据桥接器自动将数据同步到数据库服务器;即使政务信息资源中心的数据交换总控出现故障,也不影响两个交换节点之间的数据交换。

2)两级职能部门之间数据交换设计

两级政府之间的数据交换实际指上下级之间的数据交换,即省与市、市与县之间数据交换,如图2所示。

上级政务信息资源中心向下级政务信息资源中心群发数据,通过数据桥接器,将数据同步到数据交换总控,再数据交换总控分发到下级政务信息资源中心的数据交换网关,再通过数据桥接器自动将数据同步到数据库服务器。

下级政务信息资源中心向上级政务信息资源中心上报数据,通过数据桥接器,将数据同步到数据交换总控,再由数据交换总控上报到上级政务信息资源中心的数据交换网关,再通过数据桥接器自动将数据同步到数据库服务器。

在政务信息资源中心的数据交换总控上配置相应的交换规则,即可实现上级政府职能部门与下级政府职能部门数据交换网关之间的端到端的双向交换,即使政务信息资源中心的数据交换总控出现故障,也不影响两个交换节点之间的数据交换。

参考文献

[1]薛辉,邓军,叶柏龙,文雄军.分布式数据交换平台在电子政务中设计与实现[J].湖南师范大学自然科学学报,2012(11).

[2]李艳春,李新,焦文彬.分布式信息系统中数据交换平台设计与实现[J].计算机工程与设计,2012(7).

植入式电子设备 篇9

本文通过分析面向信号和面向仪器2类测试语言的优缺点,结合我国航天嵌入式电子系统测试系统的特点,提出一种基于虚拟仪器的面向航天嵌入式电子系统的测试语言,目的是将测试过程中的各种资源和功能单元进行组态,并将其涵盖于既定的测试框架中,实现“积木式”软件开发。同时,该测试语言还融入了软件工程的思想,加入测试文档和测试程序的自动生成功能,进一步提高了测试系统开发效率。

1 测试语言综述

测试语言大体上可分为2类:面向信号的测试语言和面向仪器的测试语言。

面向仪器的测试语言,如LabView主要通过直接调用仪器驱动实现测试过程,面向仪器的测试语言与具体仪器紧密相关,因此程序移植比较困难,可重用性也比较差。而面向信号的测试语言,如ATLAS(Abbreviated Test Language for All Systems),则主要通过对信号的操作(施加激励信号,测试响应信号)来映射底层测试仪器的操作,达到与仪器无关的目的,因此面向信号的测试语言具有较好的可移植性和可重用性。ATLAS语言作为一种面向信号的测试语言,还采用了类似于英语自然语言的语法格式,使得它成为一种人机均可翻译的测试语言,既可以作为工程师和测试人员之间交流的文档规范,也可以经编译后作为测试程序执行,鉴于此,ATLAS成为美国国防部首推的军方测试语言。

但由于ATALS语言是一种接近于英语自然语言的测试语言,并不适合国内用户使用;同时,为了能够满足各个方面的测试需求,IEEE组织不断对ATLAS进行修改,使得其语句非常臃肿,仅语言关键字就有1 000个(IEEE ATLAS STD-95),使得ATLAS语言的培训费用十分高昂;再者,ATLAS的编译器价格极其昂贵,使得其优势难以在国内测控领域发挥。

而另一方面,面向仪器的测试语言却在商业领域取得了长足的发展,鉴于仪器互换的问题,NI和惠普等公司联合推出了一系列的仪器驱动标准:VISA(Virtual Instrument Software Architecture)和IVI(Interchangeable Virtual Instrument)。VISA是VPP(VXI plug & play)联盟于1996年2月推出的新一代仪器I/O标准,VISA具有与仪器硬件接口无关的特性,即VISA是面向器件功能,而不是面向接口总线。使用它控制VXI,GPIB,RS 232,PXI等仪器时,不必考虑接口总线类型。如图1所示。

为了进一步提高仪器驱动程序的执行性能,达到仪器的互换,1998 年由9家公司成立的IVI基金会,在VXI-PNP 技术基础上为仪器驱动程序制定新的编程接口,在VISA 标准驱动程序上插入VXI-PNP 框架结构和类驱动程序,它通过定义类驱动器和专用驱动器实现了部分通用仪器之间的互换,缩短了程序开发时间,提高了系统的运行性能。如图2所示。

针对于此,IEEE推出ATLAS 2K版本,它整合了VISA,IVI和面向对象技术,给ATLAS语言注入了新的活力。总体来讲,面向信号的语言和面向仪器的语言各有优势,面向仪器的语言具有直观,易用的特点;而面向信号的语言编写的测试程序具有较好的可重用性和仪器可互换性。

2 航天嵌入式电子系统测试需求

航天嵌入式电子系统测试主要是针对航天专用的三模冗余或两模冗余嵌入式电子计算机,这些系统在出厂前必须进行全面的测试,测试主要可分为内部测试和外部测试,内部测试主要是指那些无需借助外部测试仪器,而可以直接通过嵌入式系统内部执行测试程序所进行的测试,如CPU测试、ROM测试、RAM测试、端口测试等;外部测试则是指需要外部测试仪器配合所进行的测试,如开关量测试、串口测试、计数器测试、AD/DA测试等。

航天嵌入式电子系统测试的传统方法为:根据测试需求分别设计内部测试程序和外部测试仪器及测试程序;嵌入式电子系统和外部测试系统分别上电初始化后,外部测试系统向嵌入式电子系统上传测试程序(嵌入式系统本身的ROM内固化有1个RTOS);嵌入式系统加载测试程序后向外部测试系统发握手信号,并等待外部激励;外部测试系统向嵌入式系统发送激励信号,嵌入式系统接收激励并做出响应,如此循环下去。

为提高测试系统可重用性和测试的准确性,开展了面向航天嵌入式电子系统的测试技术研究,并对一些测试模块(软件)进行了标准化工作,如CPU测试、ROM测试、RAM测试、AD/DA测试等;同时还采用标准的基于PXI的测试仪器,以达到仪器可重用,系统可配置的目的。

3 面向航天嵌入式电子系统的测试语言

面向航天嵌入式电子系统的测试语言不但要解决外部测试问题还要解决内部测试问题,这里在融合面向信号测试语言与面向仪器测试的各自优势的基础上,通过系统建模的方法,定义了适用于航天嵌入式电子系统测试应用的测试语言,以达到测试系统的可重用及可配置的目的。

系统建模包括3个方面:信号建模,UUT(Unit Under Test,被测对象)建模和测试仪器建模3个方面。信号建模主要针对航天嵌入式电子系统所常见的接口信号类型及特点,定义出一组常见信号,用户可以通过参数设定,达到描述UUT或测试仪器接口信号特征的目的;UUT建模主要是通过对UUT外部接口,内部组件参数及体系结构的描述,达到内部测试测试程序的自动装配,UUT建模同时支持黑盒建模(仅描述其外部接口)和灰盒建模(同时描述其内部体系结构及组件参数);测试仪器建模则通过描述测试仪器的本质信号特征及关键接口特征,并最终映射实际仪器(所建立的测试仪器模型与实际仪器可能存在一对多或多对一的对应关系),达到测试程序可重用,仪器可更换的目的。

因此,本文所描述的面向航天嵌入式系统的测试语言主要包括5个部分:

信号描述及定义 通过定义一组航天嵌入式电子系统常见的基本信号,如数字信号(包括开关量和脉冲量)、模拟量(DC,AC)等。用户可通过配置信号参数设定信号;

被测对象描述 通过描述被测对象的接口关系,并建立状态机功能模型,仿真被测对象的功能模型,并自动生成内部测试程序。在未建立状态机功能模型时,系统可以将被测对象作为一个黑盒考虑,此时不生成被测对象内部测试程序;

测试仪器描述 通过描述测试仪器,达到建立测试需求模型,并最终与1个或多个实际测试仪器相映射,测试仪器本身相当于一个信号描述集合,通过定义虚拟测试仪器,提高了测试仪器的可互换性和测试程序的可重用性。这样既保留了面向仪器测试语言的直观性和易用性,也提高了程序的可重用性;

连接关系描述 连接关系描述定义了UUT与测试仪器之间的连接关系,连接关系描述还可以包含适配器描述,使得测试系统的层次性更加明显,也更有用;

测试策略描述 测试测量是测试语言中的最重要的部分,通过一系列的测试动作:apply,measure,verify等,控制测试仪器完成测试过程。测试策略描述语句选择提取ATLAS关键测试语句:单信号语句、多信号语句、总线操作语句、定时和事件相关语句,并对其进行了一定的改进,使之更直观,且更易于实现到图形化语言的转换。测试语言的具体格式如下:

每一个TEST_ITEM(也即测试策略描述)对应于测试框架中一个测试细则,测试细则是图形化的测试执行界面的一个子界面。

测试语言经编译/解释后生成测试框架配置文件和测试文档,用户通过加载测试框架配置文件,设置执行次数和选择测试项目,系统即开始进行测试,测试界面主要分两部分:测试总览和测试细则,其中测试总览主要采用文本框的形式显示当前的测试记录,包括当前正在进行的测试项目和捕获的错误信息等;测试细则是由一个或多个图形化的详细测试分项构成。

4 结 语

通过研究国内外测试语言发展现状,结合面向信号测试语言和面向仪器测试语言的优势,采用软件工程的思想,建立了基于虚拟仪器的面向航天嵌入式电子系统的测试语言模型,为以后的进一步研究奠定了基础。基于虚拟仪器的测试语言还处于研究的初级阶段,仍有不完善的地方,需要进一步改进。

摘要：测试语言主要分2类:面向仪器的测试语言和面向信号的测试语言。通过分析2种测试语言的优缺点,结合我国航天嵌入式电子系统测试系统的特点,提出一种基于虚拟仪器的面向航天嵌入式电子系统的测试语言,该语言主要借鉴ATLAS的关键语句,将其解释为测试框架配置文件和测试文档;同时还描述该测试语言的程序格式和执行机制。

关键词：航天嵌入式电子系统,虚拟仪器,测试语言,ATLAS,自动测试

参考文献

[1]IEEE Std.771-1998.IEEE Guide to the Use of the ATLASSpecification,1998.

[2]IEEE Std.716-1995.IEEE Standard Test Language for allSystems Common/Abbreviated Test Language for All Sys-tems(C/ATLAS),1995.

[3]于劲松,李行善.下一代自动测试系统体系结构与关键技术[J].计算机测量与控制,2005,13(1):1-3.

[4]刘勇,迟华山,许爱强.新一代通用测试语言——ATLAS2000[J].国外电子测量技术,2006(3):56-59.

[5]邓小川,赵俊霞,刘桥.面向仪器的图形化编程环境Lab-View[J].贵州科学,2002,20(4):68-71.

植入式电子设备 篇10

关键词：vsftp,嵌入式Linux,SD卡,受控访问

嵌入式设备与通用计算机相比,一般不具备像硬盘那样大容量的存储介质,大多使用闪存(NAND Flash)作为存储介质。对于采用Linux操作系统的嵌入式设备,64 MB的NAND Flash可以满足Bootloader、内核和文件系统的存放,如果使用过程中涉及大容量的数据读写,则多采用SD卡作为扩展存储介质。这里的SD卡是指普通SD卡、Mini SD卡和Micro SD卡三种类型的存储卡。对SD卡上的数据进行访问一般有两种解决方法:(1)将SD卡从嵌入式设备中取出,使用特定的读卡器连接到PC上进行操作。这种方法需要用户购买特定的读卡器,使用不方便,用户也不愿意接受;(2)在嵌入式设备上增加一个USB从设备接口,为嵌入式设备开发USB从设备驱动(USB gadget driver),将SD卡模拟成U盘设备进行访问。这种方法涉及到硬件的改动和驱动的开发,开发难度大,耗费时间长。本文提供了一种方便快捷的方法,可以满足用户对SD卡上文件的访问。

vsftp是一个基于GPL发布的类Unix系统上使用的FTP服务器软件,具有非常安全且快速稳定的特点,目前已经被许多大型站点所采用。vsftp可以方便地移植到嵌入式Linux操作系统中,如果将嵌入式设备作为FTP服务器,以PC作为客户端,用户即可通过FTP客户端软件实现PC与嵌入式设备之间的文件传输。如果再将SD卡挂载到文件系统的某个目录下,用户就可通过FTP服务来访问SD卡。

1 移植vsftp到ARM-Linux系统

1.1 交叉编译

要移植vsftp,首先到vsftpd官方网站下载程序源码,本文使用的是vsftpd-2.3.4.tar.gz。解压vsftpd-2.3.4.tar.gz,然后进入vsftpd-2.3.4目录,修改Makefile文件,将“CC=gcc”修改为“CC=/usr/local/arm/4.3.2/bin/arm-linux-gcc”,即使用交叉编译器进行编译。执行make指令,会出现“/lib/libcap.so.1:could not read symbols:File in wrong format”编译错误,提示找不到libcap.so.1库文件,修改vsftpd-2.3.4目录下的vsf_findlibs.sh文件,注释掉如下语句:

再次执行make指令,编译成功,生成vsftpd文件,执行file vsftpd指令,则可显示如下语句:

将vsftpd拷贝到嵌入式设备文件系统的/usr/sbin目录下。

1.2 查看依赖及其相应的配置文件

执行arm-linux-readelf–d vsftpd指令查看vsftpd需要的动态链接库,则显示如下语句:

将以上所列的动态库从/usr/local/arm/4.3.2/armnone-linux-gnueabi/libc/lib目录下拷贝到嵌入式设备文件系统的/lib目录下;将vsftpd-2.3.4目录下的默认配置文件vsftpd.conf拷贝到嵌入式设备文件系统的/etc目录下。

1.3 启动设置

在嵌入式设备文件系统的/etc/rc.d/init.d目录下添加名为vsftpd的脚本,内容如下:

在/etc/init.d/rc S文件中添加/usr/sbin/vsftpd&语句,以便在开机时启动vsftpd服务器。

2 用户和目录设置

为了使用户登录FTP服务器后能够直接进入SD卡目录中,需要对用户及目录进行设置。vsftpd提供了匿名用户、本地用户、虚拟用户三种访问方式。

(1)匿名用户形式:在默认安装的情况下,系统只提供匿名用户访问。

(2)本地用户方式:以/etc/passwd中的用户名为认证方式。

(3)虚拟用户方式:支持将用户名和口令保存在数据库文件或数据库服务器中。

由于创建用户较为麻烦,可以采用从host直接拷贝的方式,将/etc目录下的passwd、passwd-、group、group-、shadow和shadow-文件拷贝到嵌入式设备文件系统的/etc目录下。

执行下面命令为访问SD的用户创建一个本地用户,创建好之后就可以用admin登录,并且其主目录为/sdcard。这里使用/sdcard作为SD卡的挂载目录。

#adduser admin–h/sdcard-D

#passwd 123456

admin用户存在的问题就是可以对主目录的上层目录进行访问。处于安全的考虑,大多数情况下需要对用户隐藏掉系统文件以防止用户的误操作造成的系统崩溃。这就需要对admin用户的权限进行限制,使其只可访问/sdcard主目录文件,其他文件都对用户不可见。对vsftpd.conf配置文件做如下修改:

chroot_local_user=NO

chroot_list_enable=YES

chroot_list_file=/etc/vsftpd.chroot_list

然后把admin用户名添加到文件vsftpd.chroot_list中即可(一行一个用户名)。vsftpd.chroot_list是一个用户名列表,其中存放的是禁止访问上层目录的用户名。

3 访问SD卡

使用网线连接嵌入式设备和PC,启动嵌入式设备,vsftpd服务器会在开机过程中自启动。将嵌入式设备和PC的IP地址设置在同一网段,在PC端打开FTP客户端软件,在服务器栏中输入嵌入式设备的IP地址,使用用户名和密码进行连接登录。快速连接界面如图1所示。

登录成功后,用户将会看到如图2所示的界面,从界面右侧的地址栏可以看到/sdcard目录已被作为用户的根目录/,用户无法看到上层目录的内容,达到了使用户受控访问的目的。

实验测试表明,用户可以方便地通过FTP客户端软件访问到SD卡,而且通过使用该方法,可以创建不同的用户,通过为其设定不同的主目录,使用户能够对嵌入式设备的不同目录进行访问。如果用户需要最高的权限,则可允许其他访问到嵌入式设备的所有目录和文件,只要不将该用户名添加到vsftpd.chroot_list中即可。这种灵活性是将嵌入式设备模拟成USB从设备难以做到的。

参考文献

[1]CORBET J,RUBINI A,HARTMAN G K.Linux Devicedrivers[M].O’reilly Media,Inc,2005.

[2]彭颍,王方.基于LINUX的VSFTPD服务的实现[J].信息系统工程,2010(10).

[3]李传伟,胡金春.嵌入式Linux下USB Gadget驱动框架研究[J].航天控制,2006(3).

植入式电子设备 篇11

与往届相比，本届大赛的参赛作品呈现出多元化、结合时事、贴近生活等特点，增强现实技术在竞赛作品中的应用也越来越多。据大赛组委会秘书长、上海交通大学徐国治教授介绍，本届大赛的参赛队伍和参与人数均创下新高，共有来自9个国家和地区、76所高校的165支参赛队报名参赛。经过专家组的认真评审，评选出一等奖13个队，二等奖27个队，三等奖60个队。本届大赛开创性的采用了英特尔凌动处理器平台作为大赛指定的设计平台。

本届比赛的参赛作品中也涌现了大量密切结合行业热点及市场需求的创新设计，如应用增强现实技术的“幻境漫步者”、“具有触觉反馈机制的增强显示体验平台”、“Improving Exercise Bike Experience with Google Street View and Virtual Reality”等：涉及计算机视觉领域的研究热点“便携式三维重建系统”：以及面向办公行业的“基于云渲染的移动3D网络视频会议系统”等。

英特尔中国执行董事戈峻表示：“创新人才的培养是创新经济发展的保障。英特尔还将不断利用自身的优势，通过开展一系列端对端、全方位和开放式的教育项目，以教育推动创新，为中国的产业创新和发展做出贡献。”

(老虎)

村田建上海电磁兼容实验中心提升客户服务水平

目前，村田(中国)投资有限公司在上海投资建设的村田电磁兼容实验中心(又称：MURATA EMC－LAB)顺利落成，并正式启用。

据村田(中国)投资有限公司董事兼总裁竹村善人介绍，该实验中心位于上海市闸北区永和路181号，占地面积约399m²，总建筑面积约1,787m²。在实验中心总共拥有的四层楼中，建立了一间半电波暗室、一间全电波暗室和一间电磁屏蔽室，总投资约为10.2亿日元。

竹村善人特别强调，村田早在1988年起就建立了电波暗室，长期以来一直致力于解决电磁波干扰问题，在解决方案方面积累了很多经验，这也是其他公司不可复制的资源，在上海电磁兼容实验中心也是村田在日本以外首次建立的。

村田制作所EMI事业部部长间所新一先生表示，在中国建立这样一间电磁兼容实验中心，完全是市场的需求。从电子产品的发展趋势来看，正朝着高性能化和多功能化的发展，同时各个电子设备的工作环境也发生着改变。而这些显著的变化，导致了噪声环境的复杂性和多样性。这就显示出了噪声抑制越来越重要的作用。此前，村田公司已经收到了很多客户关于噪声抑制的需求，说明中国用户对噪声抑制关注程度也越来越高。

对于中国既庞大又重要的市场，村田公司希望能够在当地更直接地为客户提供更好地服务，这也是村田第一次在日本以外的地方提供电波暗室并提供服务，从现在开始在上海提供跟日本一样的噪声技术支持和噪声解决方案，这就意味着村田在提供电子元器件同时，又能提供先进的噪声解决方案。

植入式电子设备 篇12

1 出入室标准

1.1 入室标准麻醉后意识未清醒, 自主呼吸、肌力未恢复

的带管患儿, 或已拔管但意识、呼吸、肌力欠佳, 生命体征不稳定的患儿。

1.2 出室标准

意识清醒, 呼吸道通畅, 咳嗽、吞咽等反射有力, Steward苏醒评分>4分, 生命体征平稳的患儿。

2 患儿转入、转出恢复室流程

2.1 转入恢复室

2.1.1 恢复室准备

检查呼吸机、监护仪、负压吸引、供氧装置, 使其处于备用状态。备好各类常用药品、抢救药品、抢救物品。

2.1.2 手术间准备

备好转运所需氧枕、呼吸皮囊、便携监护仪、抢救药品、物品等。提前10分钟电话通知麻醉恢复室做好准备。

2.1.3 转运

由主管麻醉医师, 手术护士共同护送患儿至麻醉恢复室, 向恢复室医生、护士交接基本情况, 恢复室工作人员调节呼吸机参数, 连接呼吸机和监护仪, 恢复室医师听诊双肺呼吸音。双方床旁核查患儿信息, 详细交接术前病史、手术、麻醉相关情况, 尤其是在恢复中可能出现的并发症, 双方签字。

2.2 转出恢复室

2.2.1 恢复室准备

检查患儿伤口敷料、静脉输液、四肢约束情况, 备好便携监护仪、根据情况备好氧枕、呼吸皮囊、抢救药品、物品等。提前30分钟电话通知病房做好准备。

2.2.2 病房准备备好监护仪、负压吸引、供氧装置、麻醉床、抢救药品、抢救物品等。

2.2.3 转运

由麻醉医师, 手术护士共同护送患儿至病房, 交接相关情况, 双方签字。

3 恢复期常见并发症及处理

3.1 呼吸系统并发症占首位, 尤以呼吸道阻塞和呼吸抑制最常见。

3.1.1 原因:分泌物增多、舌后坠、声门水肿, 麻醉药和肌肉松弛药的残余作用, 疼痛等。

3.1.2 处理:常规备好吸引器、氧气、插管用具等。立即

吸痰、清理呼吸道分泌物, 取平卧位, 头偏向未植入电子耳蜗一侧, 肩部垫软枕, 使呼吸道呈水平位, 必要时放置口咽通气道或托起下颌, 防止分泌物过多和舌后坠引起呕吐物误吸及呼吸道梗阻。吸氧并严密监测SpO2。喉头水肿患儿可给予适量皮质激素。必要时可行紧急气管插管或气管切开。支气管痉挛者给予解痉剂处理。

3.2 循环系统并发症主要表现为心律失常、高血压、低血压等。

3.2.1 原因:术后缺氧、疼痛刺激、血容量不足等。

3.2.2 处理:根据患儿血压、心率及术前失水量、术中出

血量等情况进行适当补液, 避免发生水电解质紊乱。注意观察创口敷料有无渗血, 对于哭闹厉害的儿童容易导致分泌物堵塞气道引起缺氧, 在吸氧同时如有必要可给予小剂量镇静剂或镇痛剂, 如异丙酚、曲马多。

3.3 消化系统并发症主要表现为恶心呕吐。

3.3.1 原因小儿咽喉反射不健全, 食道相对成人较短, 麻醉药物抑制, 胃肠蠕动减弱, 手术创伤刺激。

3.3.2 处理立即清理呼吸道及口腔分泌物和呕吐物, 侧卧、吸氧。如有必要可给予适量止吐药。

3.4 体温过高或过低

3.4.1 原因

小儿体温调节机能尚不健全, 相对体表面积大, 易于散热, 皮下脂肪少, 保温能力差;麻醉药物直接作用于体温调节中枢, 抑制血管收缩, 手术室室温过高或过低, 手术野皮肤消毒时消毒液蒸发吸热, 手术创面散热等。

3.4.2 处理调节恢复室温度为24℃-26℃, 湿度在50%～60

%。密切观察体温变化, 体温过低的患儿加盖被子, 体温过高的患儿应及时物理降温, 用温水或酒精擦浴, 避免发生高热惊厥, 如有必要可给予异丙嗪等药物降温。

4 沟通

依据认知发展学说的分期, 大多数患儿属于认知发展过程中的前运思期, 此期儿童的思维发展到了用符号的水平, 即开始使用语言来表达自己的需要, 但思维缺乏系统性和逻辑性, 以自我为中心, 观察事物时只能集中于问题的一个方面而不能持久和分类[1]。由于患儿听觉障碍, 长期的言语交流障碍及患儿智力开发迟滞, 沟通存在着障碍, 虽患儿植入电子耳蜗, 但术后听力不能立即恢复, 无法理解医护人员的语言性指令, 加上与父母的分离性焦虑, 患病后心理自卑, 不能积极配合麻醉恢复。患儿平时会通过一些习惯的身体动作和表情变化来表达自己的需要或不适, 术后伤口疼痛、不适、恐惧等出现一些异常的行为动作, 通过这些方式和外界建立沟通。这就让我们有机会掌握和患儿沟通的渠道-观察患儿身体的动作和表情变化。但这必须要求其父母之前了解患儿一些习惯动作所表达的需求意思。因此, 解决沟通难的问题, 首先应做好与患儿家长的沟通, 掌握患儿日常行为习惯和异常行为习惯, 了解患儿习惯动作所代表的需求及所表达的情绪变化, 让家长积极参与找出患儿疼痛及不适的原因, 并予以纠正或去除。除具备精湛的护理技术及小儿护理经验外, 还应掌握一定的沟通技巧, 如充分发挥非语言沟通方式的作用, 将所表达的信息通过身体运动、面部表情, 利用空间和触觉传达给患儿。非语言沟通交流是无意识的, 它不象语言交流可以有意识的检测词语的选择[1], 所以应掌握儿童心理变化及非语言沟通的技巧[2]。可以在术前访视时通过其父母了解患儿一些习惯动作所表达的意思, 也可以通过观察肢体语言和表情变化来判断患儿的需要或不适, 同时也可将所表达的信息通过手语、口型、身体运动、面部表情等传达给患儿。恢复室医护人员应态度和蔼, 面带微笑, 操作轻柔, 以消除其恐惧紧张的心理, 根据不同年龄阶段给予不同的引导, 尤其注意让患儿减少剧烈哭闹, 以免呼吸道分泌物增多引起呛咳和误吸。

5 小结

小儿不是简单地把成人各器官与系统进行缩小, 其解剖结构、生理、药理等各方面与成人差距很大, 且年龄越小, 这样的差距就越大, 加之小儿生理代偿能力有限, 肝肾功能不完善, 解毒、代谢、排泄功能不充分, 麻醉恢复中并发症发生率也高, 恢复期应提高警惕, 严密观察生命体征及病情变化, 给予正确及时的处理, 使小儿平稳度过麻醉恢复期, 防止各种意外和并发症发生。

参考文献

[1]潘孟昭.护理学导论.北京:人民卫生出版社, 1999:110.