嵌入与链接技术（共9篇）
嵌入与链接技术 篇1
一、创设“生活化”的教学情境
学以致用, 是信息技术课程的教育目标。创设“生活化”教学环境, 让学生在充满生活气息的氛围中学习信息技术, 可以更好地实现学做合一。创设生活化教学情境, 其核心在于教师的课堂教学预案设计要立足于营造学生亲切熟悉的生活学习环境。
如教学“Word表格制作”时, 教师课前设计一份“家庭用纸”情况调查表, 在教师创设的“家庭用纸”生活情境中, 学生用生活中的信息数据进行分析, 了解自己家的生活用纸情况, 然后再利用所学的Word制作表格技能完成这份调查表。这样, 本来枯燥无味的表格制作教学因为有了生活化的环境而变得生动有趣起来。在教学“综合应用PowerPoint”时, 引导学生制作自我介绍的幻灯片, 高年级的学生就可以利用它在学校各种职务竞聘活动中展示自己, 通过自己所学的技能为自己的学习生活服务。学生总是乐此不疲, 还可以帮助教师制作“课件”为由, 让学生参与其中, 一起制作, 学生对能用自己的信息技能和信息知识为老师排忧表现出强烈的兴趣。
二、选择“生活化”的教学内容
根据小学生年龄特点及生活实际, 教学内容既要选择一些与生活实际相关的事例, 又要采用趣味直观的方法。如教学《神奇的图像特效》时, 结合2008北京奥运主题, 对一个足球球员进行不同姿势的设置, 通过图像的拉伸、扭曲、翻转、旋转等操作来完成。在教学《图形的组合》一课时, 对存放于不同文件的各种早餐食品图形进行组合成一桌丰盛的早餐, 并与学生谈谈吃好早餐的重要性。直观、趣味、生活化的教学内容, 学生很快掌握其操作要领, 激发了学生自已动手操作的欲望。让生活走进课堂, 培养学生的交流、表达、合作能力, 对学生的全面发展都是有益处的。五年级上册中有一课时是让学生对自己所在的班级进行信息收集, 并制作班级小报, 笔者在教学中引导学生利用信息技术的手段, 对自己的班级进行信息的获得与处理, 利用插入自选图形、艺术字、图片、设计版面结构等操作, 来完成一份班级电子小报, 教学内容充分体现了课堂教学与学生学习生活环境紧紧相连的特点。
三、设计“生活化”的操作任务
在信息技术教学中, 在教给学生信息技术知识与技能的同时, 要引导学生将这些知识技能与生活结合起来, 并为自己的日常生活服务。如有的学生善于版面设计, 可以引导他们制作主题电子小报、为学校或社区开展的活动设计小海报等;有的学生善于画画, 可以引导他们了解有关科普知识, 展开想象, 绘制主题科幻画等;有的学生善于调查分析、宣传, 可以引导他们对某一特定生活学习中出现的问题进行设计调查表、制作调查数据图表、电子作品宣传, 引导他们应用信息技能来完成整个调查分析宣传过程。根据学生的个性与特长, 设计相应的生活化操作任务, 才能真正使学生从信息技术学科中快乐地获得技能应用能力。
1. 设计学生生活学习中熟悉的操作任务。
闽教版的五年级信息技术教材中, 上册中的三个单元都与小学生在学校学习或家里生活中碰到的一些问题有关, 如制作通讯录、课程表、月历、班级电子小报等。通过制作与学生生活学习相关的操作任务, 学生对信息技术的学习充满兴趣, 也特别有成就感。笔者执教的小学四年级信息技术, 在学习计算机处理汉字的基本方法及Word基本操作后, 每课时都安排一个实际的活动, 并以相应的生活学习操作任务来掌握巩固信息技能, 如用电脑写作文、记日记;制作学习摘录卡、编排活动报告、排诗集、设计精美书签。在制作学习摘录卡一课中, 笔者引导学生以语文课上学习的课文内容为载体, 利用Word功能制作学习摘录卡、自己设计一本有关描写春天的古诗集等。这些操作任务的内容都与学生的生活学习息息相关, 是学生生活学习所需要的, 学生从中意识到信息技能能为自己的生活学习解决一些问题。
2. 设计呈现生活实例的操作任务。
信息技术教学目的之一是运用信息技术解决生活中碰到的问题, 在设计上机实践操作任务时, 用生活实例的方式呈现能最大限度地调动学生的操作积极性。
在教学《图文混排》时, 设计操作任务为:邻居王大婶将于下个月开一家健身物品专卖店, 她提供了一些与专卖店相关的图片和文字素材, 存放在教师机共享文件夹中, 利用我们今天所学的知识与技能, 为她设计一份专卖店开张的广告单, 看谁设计得最适用、最美观。学生接受任务后, 很快进入了设计操作状态。从学生的操作热情和完成作品情况, 可以看出他们在生活实例的任务完成过程中, 已经掌握了本课时的教学内容。
3. 设计引导学生运用信息技术对生活现象做主题实践的任务。
在学生初步建立自身信息意识后, 引导学生联系实际生活, 观察平时常见的生活现象, 在确定好自己的实践主题后, 做好数据收集、调查、记录, 利用电子表格对数据进行表示, 并通过电子图表分析, 从网络搜索相关理论依据, 用信息技能制作相应的宣传画、标语等形式, 来倡议、宣传, 达到信息知识与技能应用于生活、解决生活问题的目的。
如以“节电”为主题, 从生活中浪费电的现象, 提出问题:一度电可以为我们做什么?没有电的日子是怎么样?电是怎么来的?对家庭用电、节电小窍门等情况展开调查、探究, 学生在完成这个主题实践的过程中, 不知不觉地运用着相应的操作技能, 而在作品完成后再比较如果用手工的方式来处理这些问题, 如数据的记录、数据的统计、研究结果的形式与展示等, 将会十分麻烦又没有效率, 这些又恰恰是信息技能应用的优势。学生在“用”的过程中, 掌握操作技能又举一反三, 并充分体会到生活中离不开信息。整个实践过程教师仅对学生收集、处理和分析信息资料的方法等进行一般性指导, 更加突出了学生学习过程的主体性和参与性。
生活的信息无处不在, 信息的技能却是抽象的, 我们要把信息技术知识技能生活化, 从学生的生活经验和已有知识背景出发, 在生活与信息技术之间架起一座“链接”之桥, 让信息技术教学的多彩之花结出学生学习生活的丰硕之果。
嵌入与链接技术 篇2
一、嵌入式软件技术特征概述
嵌入式软件主要是针对嵌入式系统来说的，而这一系统也称为是以应用为中心，对于这方面的系统主要涵盖着外围硬件设备以及嵌入式微处理器和嵌入式操作系统、应用软件系统几个部分。嵌入式的软件主要是在一定技术下把操作系统以及其他开发软件嵌入到硬件中，从生产过程层面来看主要就是先实施芯片开发，然后对嵌入式系统软件加强设计，最后再进行嵌入式电子设备制造当中，而在嵌入式系统方面主要是独立运行的计算机系统[1]。在嵌入式的软件系统方面主要是强调着以应用作为基础，然后对软硬件的协调比较重视，在这一基础上才能够将预定的计划得以完成。从嵌入式软件技术自身的主要特征层面来看，在实用性以及灵活性上有着显著呈现。灵活性特征是因为这一软件技术能够随时性的开发，由于软件的小巧所以能比较方便的嵌入到计算机系统中，对其功能不会造成相应影响。
二、嵌入式软件技术现状分析
从当前我国嵌入式软件技术的发展过程来看，在当前还有着诸多挑战，这就需要这一技术能够结合多方面的发展需求进行创新改变。当前我国的科学技术发展的速度比较迅速，在嵌入式这一软件方面已经有了广泛应用，对人们的工作生活以及学习等都提供了方便[2]。网络技术下嵌入式软件的自身优越功能以及在操作系统作用下，能够为小型电子设备的低成本以及小型化目标的人机界面交流提供了技术层面的支持。在对嵌入式软件技术的应用层面主要是在软件应用和系统开发层面有着重要体现。从嵌入式软件的应用领域来看，在通信工程以及消费电子和工业生产等方面都有着广泛应用。通信工程方面主要是智能手机以及全球定位系统等；在消费电子方面则主要是数字电视以及数码相机、家庭网关等层面；在工业生产方面则主要是数控机床以及制造工厂等层面。除此之外在金融交易以及医疗卫生和交通运输等方面也有着比较广泛的应用。
三、嵌入式软件技术发展态势思考
3.1无线网。
嵌入式软件技术的广泛应用也说明在作用发挥层面比较显著，为能够对国际市场竞争态势有效应对，就需要对嵌入式软件技术进行升级。其中在无线网的.操作系统发展上已经逐渐得到了应用，在以后的发展过程中，移动通信网络能够在丰富的多媒体数据业务上进行提供，并且在支持功能上和更多的移动终端设备上也比较突出。为能够将第三代移动通信系统优势得到有效发挥，在无线网的操作系统开发研究上就加大的力度[3]。在嵌入式设备的不断发展以及网络发展需求的加大下，无线网的技术应用就会成为嵌入式软件的重要发展方向，当前的EPOC就是比较稳定的无线操作系统，其主要是通过C++进行编写的，然后应用全面向对象设计方法对低端智能电话到全功能个人通信器要求能得到有效满足。
3.2人工智能。
由于嵌入式软件技术的开发应用主要是对人们实际需求满足而存在，所以这就需要根据人们的需求变化及时地进行升级改造，将服务性这一特征充分体现。在人工智能的技术下就能够对实际的需求得到有效满足，在和嵌入式软件技术得到有效结合下，能实现人机交互这一目标，并能够最大范围地将嵌入式软件技术得以应用。在医疗卫生领域中的人工智能技术和嵌入式软件技术的结合应用相对比较突出，在具体应用过程中就能有效减小对你患者的伤害。人工智能技术的应用在今后将会成为必然发展趋势，例如在生活中的智能仪表以及自动控温等仪器都是人工智能技术的呈现。
3.3网络互连。
为能够将嵌入式软件技术分布处理结构对上网的需求得到满足，就需要配备标准的多网络通信接口，新一代的嵌入式设备也需提供相应通信组网协议软件以及物理层驱动软件。从以往的单片机技术的情况来看，对当前的实际需求已经不能有效满足，而在新一代嵌入式软件层面的发展就很好解决了这一问题。嵌入式处理器能够在内嵌网络接口上对TCP/IP协议有效支持，同时在USB等通信接口方面也能够支持，在新的嵌入式技术方面对通信网的协议和物理驱动软件都能够具备就能方便的上网，同时也能有效满足诸多移动用户设备的上网需求。随着我国的网络技术的进一步发展，对嵌入式软件技术的优化也会使得人们的工作生活等方面更加的方便。
四、结语
综上所述，随着当前我国科学技术的发展，一些比较先进的技术在实际生活中已经得到了广泛应用，其中在嵌入式的软件技术发展方面，这是PC时期计算机最为普遍的应用形式。在迅速发展的信息化时代，单纯的计算机机器对人们的生活以及工作需求得不到满足，所以采用嵌入式软件技术和系统就能从很大程度上满足实际的应用需求。
模具零件数据库的建立与链接技术 篇3
1.1 启动数据管理器
启动Visual Basic 6.0, 鼠标单击选择选项, 启动数据管理器, 进入数据库设计界面, 如图1。
1.2 建立数据库
单击数据库管理器的→命令, 在下级菜单中选择命令, 出现对话框, 在文件名中输入:压入式模柄, 则在数据管理器中出现如图2中和两个子窗口。新建的数据库不含任何数据表。
1.3 建立数据表
将鼠标指针移到区域内, 单击鼠标右键出现快捷菜单, 单击命令, 则出现对话框, 在对话框中单击添加字段按钮, 添加有关字段后结果如图3.
表结构中需要添加字段包括Access类型的数据表各个字段的名称、类型、宽度等。
注意:所添加的字段的类型设定要与后面准备输入的数据相匹配, 否则录入记录时会出错。
1.4 输入记录
数据表设计好后, 就可以输入记录, 在单击鼠标右键, 选择命令, 记录的显示可以单记录形式显示, 也可以多记录的形式显示。然后在各相应的字段名称中输入数值, 形成数据表中的记录。这时一张简单的压入式模柄的数据表已经形成。
2 建立有关控件及链接
2.1 ADO的基本概念
在VB中用户可使用三种数据访问接口:即ActiveX数据对象 (ADO) 、数据访问对象 (DAO) 和远程数据对象 (RDO) , 这三种接口代表了数据访问技术的三个发展时代, 其中最新的是ADO, 它最简单也最灵活, 因此本篇论文采用此接口。
2.2 创建ADO Data控件
ADO Data控件不是内部控件, 因此在使用前必须将其添加到工具箱。通过用鼠标左键单击, 在下拉菜单中选择命令, 打开对话框选中选中复选框, 则在工具箱中增加了ADO Data控件 (Adodc) 的图标。将ADO Data控件放置到窗体中, 默认的控件名为“Adodc1”改为:压入式模柄参数表, 更改相关属性后ADO Data控件的外观为:。
2.3 创建连接
(1) 右键单击Adodc控件, 在弹出的菜单中选中项, 结果如图5。
“使用连接字符”, 单击, 则弹出对话框中选择“Microsoft Jet 4.0OLE DB Provider”项, 其它项的使用在此不再详述。
(2) 单击“下一步”, 则出现“连接”选项卡, 在连接选项卡中可以设定要连接数据库文件。单击浏览文件, 在出现的对话框中选择已建立的数据库文件“F:数据库压入式模柄.mdb”如图6。
(3) 单击“测试连接”按钮, 如果出现“测试连接成功”的消息框, 则说明我们用Adodc控件连接成功。出现错误, 则继续检查数据提供者是否选择正确, 及数据库文件是否也设置正确。
(4) 单击“确定”按钮返回属性页对话框。单击“记录源”选项卡, 在“记录源”的命令类型列表中选择2-adCmdTable项, 在“表或存储过程名称”列表中选择“压入式模柄”, 这样就可以利用Adodc1控件打开压入式模柄数据表。结果如图7
3 实现文本框与数据表连接和图形的参数化控制
开放数据库互联ODBC (Open Data Base Connection) 提供了一整套的应用程序接口 (API) 函数, 可以方便实现与Access相连。现将用ODBC技术与VB的支持, 实现程序与数据的链接, 使设计所需的数据随时从数据库中调取, 同时也可以在使用过程中不断的扩充和修改数据库, 从而使模具设计更加合理和高效。
在本例将以“压入式模柄”为例说明:实现在文本框中显示从数据库中提取来的数据, 并实现模柄三维图形 (利用SolidWorks造型过程忽略) 与文本框中数值的自动链接 (三维图形各尺寸之间和位置之间应进行必要的约束) , 点击按钮可以实现三维图形的自动更新。 (1) 双击按钮添加如下代码, 将实现从在文本框中显示数据表中数据并将数据传递到相应SolidWorks三维图形, .实现模具图形的自动更新。
(2) 双击“上一组参数命令”按钮添加如下代码:可以实现数据向上翻转.
(3) 双击“下一组参数”按钮添加如下代码:可以实现数据向下翻.
制订的VB窗体如图8, 点击【模型更新】按钮, 三维图形更新后的结果如图9。
4 结语
数据库与图形链接技术最终使数据库数据直接转化为产品零件三维模型, 通对模具零件数据库数据修改和增加而改变零件的尺寸和形状, 达到了“立优即现”的动态效果。为模具更高层次的参数化控制奠定了基础, 极大地缩短了模具零件的设计周期, 是企业信息化工程的重要组成部分。后续可以利用AetiveX Automation技术, 将生成的.dll文件集成到客户应用程序中, 订制菜单集成于SolidWorks中, 使软件更加客户化、专业化, 具有很好的工程实用价值。
参考文献
[1]程宝义.计算机辅助设计基础[M].长沙:国防科技大学出版社, 1999.
嵌入与链接技术 篇4
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。嵌入式系统技术具有非常广阔的应用前景，其应用领域包括：工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理系统、电子商务、手持设备、机器人等等。
嵌入式系统是当前最热门、最具发展前途的it 应用领域之一。包括手机、电子字典、可视电话、数字相机(dc)、数字摄像机(dv)、u-disk、机顶盒(set top box)、高清电视(hdtv)、游戏机、智能玩具、汽车电子、家电控制系统等都是典型的嵌入式系统。学生毕业后可以从事家用电子、汽车电子、医疗电子、电信等行业的计算机应用设计开发,担任嵌入式产品及应用系统的设计与开发工程师, 从事嵌入式技术的应用项目设计开发、产品维护与技术服务等工作。
嵌入式技术与应用专业
毕业生
主要职业岗位:主要工作任务 相关职业资格
证书
1．嵌入式软件应用开发（核心岗位） 搭建开发平台和建立开发环境 具备计算机软硬件的基本知识 用户需求分析。
嵌入式系统的广泛应用带来的必然是对相关技术人才的极大需求，然而与这组逐年攀升的数字呈现对比的是国内嵌入式软件领域技术人员的极度匮乏。在中国的各大跨国公司及国内家电巨头如intel、ti、sony、三星、tcl、联想和康佳等企业，都面临着嵌入式人才严重短缺的问题。ccid最近的一次调查显示，中国嵌入式软件行业存在每年至少50万人才的巨大缺口，并且这个数字还在以每年20%的速度递增。与此相比，国内嵌入式软件人才供应量正可谓是“杯水车薪”，远远不能满足行业的需要。一方面是需求的增长，一方面则是掌握嵌入式软件开发技能的人才供应缺口巨大。嵌入式技术与应用专业毕业生收入为：从收入上来说，嵌入式人才是当之无愧的白领。据调查，初入门的嵌入式开发人员月薪一般都能达到3000-7000元，中级开发人员月薪在万元以上，有5年工作
经验
的高级嵌入式工程师年薪在30万元左右。嵌入式技术与应用专业毕业生就业概况为：从事嵌入式linux系统移植、驱动开发、应用开发。
嵌入式技术与应用专业怎么样_主要课程_就业方向与前景
嵌入式网络数控技术与系统 篇5
在数控技术飞速发展的过程中, 数控系统自身开始朝着更为先进的嵌入式方向进行发展。而嵌入式系统的出现, 为数控系统带来了较大的革新, 起到了极其重要的作用。嵌入式系统自身主要是把实际应用作为核心内容, 将现代化的先进计算机技术作为功能实现的基础, 无论是软件还是硬件都能够根据实际情况来进行选择, 以此来使得嵌入式系统能够完全符合个别对于系统成本、体积、性能等方面有着极其严格的计算机系统。下文主要针对嵌入式系统进行了全面深入的研究, 以期能够找到利用数控系统来对嵌入式系统进行更为良好的控制方式。
2 嵌入式数控系统总体结构设计
嵌入式系统主要是通过几个不同的主要模块所组合而成, 不同的模块都是通过高速串行协议、I/O以及一些其他的方式来进行相互的联系。在大量的组成模块中, 主要由管理模块、人机交互装置、嵌入式运动模块、I/O、伺服控制设备等。
(l) 人机交互装置。这一装置中主要包括了液晶显示器、键盘以及一些相关的操作按键, 通过人工的方式来对这些构成部分进行操作, 例如对设备进行NC代码进行输入、编辑、通过手动操作的方式来对当前机床的实际运行状态进行显示。
(2) 嵌入式数控操作和管理模块。该模块是数控系统之中极其重要的组成部分, 这一模块直接对整个设备的所有人机交互工作进行处理, 而整个机床设备的相关参数设定、NC相关代码的编译、存储、传输、移动储存设备、系统故障等各个不同的工作都必须要通过嵌入式数控操作和管理模块来进行操作。
(3) 嵌入式数控运动控制模块。机床逻辑运动控制的核心, 利用逻辑运算能力, 负责送料机运行轨迹的计算、插补、反向间隙补偿、信号采集、主轴及开关量控制等实时性强的运算和控制。
3 嵌入式数控系统的设计与实现
3.1 硬件设计
本论文所设计的嵌入式数控系统硬件系统结构构成原理如下所示: (1) ARM微处理器模块。ARM处理器是系统的控制核心, 负责运行数控系统控制软件。本系统选用SAMSUNG公司的S3C44B0X处理器。本模块还包括时钟电路、复位电路和实时时钟RTC (Real Time Counter) 电路。 (2) 存储器模块。存储器主要是嵌入式系统中一个极其重要的组成部分, 该模块主要用于机床存储程序以及相关数据使用。在系统之中, 包含多种不同的存储硬件, 来存储不同的文件, 例如EPROM是存放机床系统的存储硬件;SDRAM是对系统在运行的过程中所产生的一定数据和程序进行存储;SRAM则是为机床停电的时候提供数据瞬间存储的存储设备;NAND-Flash这一存储方式主要是对用户所定制的相应加工程序进行存储。 (3) 电源模块。新型的CPU和FPGA的内核电压一般都是2.5V或以下的, I/O电压一般都是3.3V。所选择的开关电源可以提供5V, ±12V, 24V电源, 其中±12V用于主轴模拟信号模块电路, 24V用于光电隔离电路, 因此, 需要使用低压差线性稳压器产生3.3V和2.5V的电压, 供CPU、FPGA和CPLD使用。为了保证微处理器稳定而可靠地运行, 还需要配置电压监控电路。 (4) 人机交互模块。人机交互模块包括键盘及指示灯模块和液晶显示模块。键盘及指示灯模块负责键盘的扫描并读取键值, 同时负责LED的显示控制。液晶显示模块实现数控系统用户界面。 (5) 通信接口模块。通信接口模块包括JTAG接口、RS-232串行接口和USB接口。JTAG接口与PC通讯, 实现系统运行程序的仿真调试;RS-232串行接口与PC通讯, 实现NC文件的上传与下载;USB接口实现对U盘NC文件的读写。
3.2 软件设计
该系统内部所嵌入使用的是μClinux操作系统, 利用这一系统能够作为数控系统上的软件控制平台, μClinux系统内部的源代码完全开放, 内核较小, 能够适应微处理器的嵌入, 同时, μClinux还能够兼容TCP/IP协议, , 在TCP/IP协议的支持之下, 能够发挥出良好的网络性能, 此外, 该系统还能够完成多任务同时运行的任务, 但需要事先对系统进行多任务编程。通过该系统能够为系统提供更为良好的性能和可靠性, 这主要是源自于多任务独立运行的功能。并且该系统在后期有需要进行升级的情况下, 可以随时进行维护和升级。此外, μClinux系统还能够为有图形需要的用户提供了相应的GUI接口, 在有视图接口的情况下, 该系统便能够利用键盘、触屏屏幕或者液晶显示屏进行相应的人机交互工作。
(1) 调度任务的划分。软件平台设计中, 采用嵌入式实时操作系统μClinux对系统多任务进行调度及管理。基于实时多任务操作系统的应用程序中, 实时性取决于对任务及中断的处理。用户根据需要调用μClinux的任务调度函数, 调度函数从就绪任务中寻找优先级最高的任务, 并进行任务切换操作。μClinux把任务分为各不相同的优先级 (唯一) , 已经准备就绪的高优先级的任务可以剥夺正在运行的低优先级对CPU的使用权, 所以正确的任务划分及优先级分配可以充分体现嵌入式实时操作系统任务调度算法的效率, 从而提高整个系统的实时性能。 (2) 软件功能设计。加载程序负责在加电后对微处理器进行必要的硬件设置, 初始化内存, 并把u Clinux内核映像从Flash中复制到内存, 把控制权交给内核, 使内核运行, 最终使应用程序运行。u Clinux内核作为应用程序控制系统硬件的接口, 提供应用程序对硬件的间接访问, 在具体设计中, 对微处理器中内置A/D转换器的操作、对键盘的操作以及对LCD的操作由在u Clinux下编写的设备驱动程序完成, 这些驱动被编译进u Clinux的内核。系统任务的实现由两个不同的进程实现:加工程序和网络服务程序, 分别用来完成数控系统的工件加工、计算的功能及网络服务的功能。
结束语
综上所述, 数控系统已经成为了现代制造工业中极其重要的核心生产技术, 同时也是辨识一个国家自动化生产技术的是否先进的重要标志。数控系统已经受到了全球各个国家的重视, 尤其是对于发达国家来说, 已经把数控系统当做提升生产行业国际竞争力的一种重要手段。但就目前来说, 我国的数控系统自主产权还较为有限, 一些尖端系统仍然是从国外引进, 因此, 加大我国中高档数控系统技术水平提升的力度对于我国数控系统的有着极其重要的意义。而嵌入式数控系统便是我国对数控系统研究的一个初步成果, 并且也展现出了极为优秀的效果, 这是值得进一步推广进行深入研究的, 能够对数控系统的发展起到极大的促进作用。
摘要：制造行业中的数控系统应用水平的高低以及先进与否, 能够直接反映出某个国家当前工业生产过程中的自动化控制生产水平是否优秀, 下文将以往传统的数控技术与嵌入式的系统相结合, 以此来对嵌入式系统的设计工作进行深入的研究, 不仅要从硬件上进行设计还要从软件设计的角度上对嵌入式数控系统的设计工作制定相应的方案, 这对于提升现代嵌入式数控系统在我国的应用水平以及研究来说有着极其重要的意义。
关键词：嵌入式系统,数控系统,系统设计
参考文献
[1]田泽.嵌入式系统设计开发与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2005.
[2]石宏, 蔡光启, 史家顺.开放式数控系统的现状与发展[J].机械制造, 2005, 43 (6) :18-21.
嵌入与链接技术 篇6
关键词：嵌入,数字视频,数字音频,解嵌
当今已进入信息社会时代, 信息量以爆炸式的增长方式铺天盖地涌来, 尤其是计算机的多媒体技术的发展, 无论在视觉效果还是音频效果都是以前传统的模拟信号所无法比拟的。丰富的颜色、美丽的画面、生动的音响, 极大的满足了人类生活、工作、学习等各方面的要求。比如广播电视、视频会议、视频点播、远程教育、MTV等领域。多媒体信息的采集、传输、处理、存储工作大大的增加了对设备速度、容量性能的要求及成本的增加。因此当前热点是信息的压缩技术、传输协议、存储技术等的研究开发, 大多数应用场合下, 如电视、网络等视音频信息同时出现, 本文研发来源于此。
数字视音频传统的传输方式是数字视频与数字音频信号分别传输。由于传输过程中数字视频与数字音频信号在经过信号的分配、切换、放大等操作中处理方式及线路固有特性的不同导致了数字视频信号与数字音频信号的不同步, 最终体现出图像和声音不和谐的问题, 因此而提出了数字音频嵌入技术, 视音频同一路传输节约了传输设备, 节约了带宽提高了设备利用率。
数字音频由于传输过程中的分配、切换、放大等操作均与过去传统的方式、方法有很大的不同。数字音频嵌入技术与数字音频解嵌技术和错误检测处理 (EDH) 技术的实现理论和技术实现的过程有待我们认真的研发。将这些技术应用到实际中时, 数字音频嵌入系统是以具有相应功能的物理设备的形式存在的。本文讨论的主要内容就是数字音频嵌入系统的具体实现, 即进行具有相应功能的集成电路板的设计、调试及相关应用软件的开发等工作。
1 数字音频嵌入系统研究与应用
数字音频嵌入系统中采用嵌入式系统是由于其不同于一般的系统, 它具有其它应用所不具有的一些特性:1) 专业性强;2) 体积小;3) 良好的性能价格比;4) 存储容量小;5) 实时性比较强;6) 嵌入式系统开发需要专门的开发工具和开发平台。
1.1 数字音频嵌入系统开发流程及开发工具选择
数字音频嵌入系统的开发是按照图1所示的流程进行的。
嵌入式系统的开发通常采用“宿主机/目标机”方式。首先利用宿主机上丰富的资源及良好的开发环境和仿真调试目标机上的软件。然后通过串行口或网络将交叉编译生成的目标代码传输并装载到目标机上进行实际测试。最后在特定环境下运行。在嵌入式应用软件的开发中本系统使用的是C语言环境。
1.2 数字音频嵌入系统的应用
现在的数字演播室都采用基于SDI的传输系统, SDI数字视频系统只能传输不压缩的数字分量视频信号以及数字音频信号, 它们通过开关矩阵和电缆从信号源传送到目的地。实践证明, SDI系统能满足各种使用的要求, 能处理最高质量的图像信号, 至今尚无其它系统能够代替它。
演播室中大多数的设备都是串行数字信号接口, 比如视音频预监设备、视音频切换矩阵、视频服务器等。有的设备要求输入嵌入音频的串行数字视频信号, 有的设备要求视频与音频分别输入, 而输出端也有不同的要求。这样数字音频嵌入/解嵌系统就广泛与各种设备连接成为各个系统中的一个关键环节。这里需要注意的是, 演播室中数字音频嵌入系统可以保证视频和音频在传送过程中不产生延时差。但是, 视频和音频总是分开的, 要以图像和声音的形式分别传送到用户。由于, 视频处理系统的延时远大于音频处理系统的延时。因此, 最后在送往发射台前为了均衡视音频通路的延时差, 在音频通路中加了音频延时线。
目前, 随着大量新设备出现在演播室中, 除了本文研究的数字音频嵌入/解嵌系统, 还有视音频A/D转换器、数字视音频分配放大器、数字同步机、数字信号切换器等。这些新的设备基本上都采用了嵌入式系统, 目前这些设备都是分散管理的。本文在此提出一个新的方案, 就是将电视台中的这些分散管理的设备利用现场总线CAN (Controller Area Network) 局域网。CAN是一种由带有CAN控制器组成的共性能串行数据局域通信网络, 是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN通信协议主要描述设备之间的信息传递方式。CAN层的定义与开放系统互连模型一致, 每一层与另一设备上相同的层通信, 实际的通信发生在每一设备的两层, 设备只通过模型物理层的物理介质互连。CAN的规范定义了模型的最下面两层:数据链路层和物理层。而应用层协议可以由CAN用户定义成适合特别工业领域的任何方案。通过CAN总线将各个嵌入式系统与PC机连接, 这样就可以通过一个监控台来监视和控制多个设备, 提高了效率。
1.3 系统初始化
首先是嵌入式微控制器的初始化, 如I/O口引脚的定义, 中断优先级的定义, 计数器/定时器的初始化等等。程序如下所示:
在数字音频嵌入系统中, 使用了各种集成电路IC (Integrate Circuit) , 比如SDI视频接收芯片、串并转换芯片、视音频信号复合芯片、数字锁相环PLL等。这些芯片上电后的初始状态可能不符合系统的要求, 这就需要用微控制器对这些芯片进行寄存器初始化操作。
这里, 就以相对简单的串并转换芯片为例来说明寄存器初始化的编程情况, 如下所示:
在对各功能模块集成电路寄存器进行初始化的时候, 由于在系统中用到的芯片数量较多, 如果都像上面的初始化程序那样采用并行接口的话, 就大大增加了印刷电路板图绘制的复杂度, 相应的就会增加错误产生的概率, 增大开发时系统调试的难度。鉴于此, 在系统中对于支持IIC总线的芯片, 不采用传统的并行数据传输, 从而节省了I/O口, 减小了系统复杂度。
2 数字音频解嵌技术的研究与应用
2.1 数字音频解嵌
数字音频解嵌过程实际上就是数字音频嵌入的一个逆过程, 它是将嵌入到数字视频行消隐中的数字音频提取出来, 以满足人们的实际要求。数字音频及其它辅助数据嵌入到数字视频的行消隐中复合传输, 是为了保持视音频信号同步已及传输的方便和高效。但是, 视频信号和音频信号最终是要分别传送给人的眼睛和耳朵, 就需要将数字音频从数字视频的行消隐中提取出来, 以供不同应用。
1) 通过非线性编辑等方法制作好的节目流在演播室传输过程中就是以数字视音频复合传输的串行数字信号的方式在同轴电缆中传输的。
2) 在数字视音频复合传输的过程中, 需要对数字视频进行一些压缩编码、信号测试等操作。类似的操作将破坏数字视频行消隐中嵌入的数字音频信号, 所以操作前应该将数字音频信号提取出来, 避免音频信号遭到破坏。
2.2 数字音频的提取
在并行时钟信号PCLK的驱动下, 并行数字视音频复用信号进入解复用器 (Demutiplexer) 。解复用器模块通过时钟参考信号TRS (Time Reference Signal) 来判断输入的数字信号是有效视频信号还是消隐信号, 每一行的行结束标志后进入行消隐区, 行开始标志后进入有效视频区。进入行消隐区后对输入的并行数据进行检测, 当检测辅助数据标志字ADF时, 就表明含有数字音频数据包, 否则就表明不含有数字音频数据包。当确定含有数字音频数据包时就可以将音频数据包头及其后面的音频数据从数字视频的行消隐中提取出来, 所提取的音频数据包的大小由音频数据包头中数据数目字决定。在视频信号的行消隐中最多可以嵌入4组数字音频数据, 即16路音频通道。在解嵌时, 可以根据需要解出相应数据标示字的音频数据。并且解复用器模块可以根据需要决定是否保留经过解嵌的数字音频包。
2.3 数字音频的恢复
刚刚解嵌出来的数字音频信号是以音频数据包的格式存在的如图2所示。为了使其能与音频接收设备接口匹配, 就需要进入格式化模块转换成AES/EBU音频帧的格式。在格式化模块中, 加入在嵌入时去掉的信息, 同时把数据序列按AES/EBU标准规定变成双相位标志码。
为了保证视音频信号的同步, 数字音频时钟必须要和并行数字视频时钟同步, 通过数字锁相环, 以数字视频时钟为基准时钟, 锁出与其同步的音频时钟, 在数字音频时钟频率的驱动下, AES/EBU串行数字音频信号从解嵌系统中输出。
3 结束语
对数字音频嵌入系统的研究和自主开发应用中, 我们做了一些理论探索研究工作, 在此没有更多涉及, 本文着重设计和应用。系统完成经过测试运行效果良好, 现已投入生产。
参考文献
[1]余兆明数字电视原理[M].北京:人民邮电出版社, 2003:11-20.
[2]Wang Y, Ostermann J, Zhang Y Q.视频处理与通信[M].侯正信, 译.北京:电子工业出版社, 2003:16-20.
[3]刘毓敏.数字视音频技术与应用[M].北京:电子工业出版社, 2003:61-93
嵌入与链接技术 篇7
软件技术的进步，特别是嵌入式实时操作系统RTOS(Real Time Operation System)的推出，为开发复杂嵌入式系统应用软件提供了底层支持和高效率开发平台。RTOS是一种功能强大、应用广泛的实时多任务系统软件，它管理系统硬件资源，用户可以通过应用程序接口API实现各种资源调用，在RTOS的基础上方便快速地开发所需的应用系统。
SoC(System on a Chip)设计逐渐成为新的设计热点。嵌入式系统开始向高性能、高可靠性、低功耗、小型化方向发展。今天的嵌入式系统设计已经发展成为把整个系统功能集成到单一芯片的SoC设计，SoC从整个系统角度出发，把处理机制、模型算法、芯片结构、各层次电路直至器件的设计紧密结合起来，在单个芯片上完成整个系统功能。
电路的集成规模和软件的复杂程度不断提高，使传统的设计方法已经不能适应快速发展的嵌入式产品设计需要。硬件综合工具、IP重用概念和RTOS技术的出现为嵌入使系统设计带来了全新的内容，在此基础上发展的嵌入式协调设计(Co-Design)技术，代表嵌入式系统设计新的方向，有着广泛的研究和应用前景。
1 嵌入式软硬件协调设计方法
传统的嵌入式系统设计中，先进行硬件阶段设计，后进行软件阶段设计，软硬件设计阶段完成后进入系统集成测试。这种设计方式的主要弊端：1)软件和硬件设计串行开发;2)在集成测试中如果发现错误，修正非常困难。因此，为了克服传统嵌入式系统设计的缺陷，提高系统的开发效率，缩短系统的开发周期，在设计初期，采用划分手段把整个系统划分成适合软件和适合硬件实现两部分，使后续软件和硬件设计能够并行进行，同时通过软硬件划分可以优化系统结构和性能，以达到使用最小的代价实现系统最优功能。在软硬件设计完成后，利用形式化验证或模拟的方法完成系统功能的正确性证明，完成设计中的形式化描述与系统功能的一致性检验，经验证的系统描述可进一步进行软硬件综合和系统集成，最终形成目标系统。
在图1所示的协调设计方法中，软硬件划分和协同验证在整个设计流程中至关重要。对于复杂的嵌入式系统，软硬件划分实现对系统的有效分割，借助优化算法和工具，根据系统实现的约束条件(如功耗、面积、性能和实时性等)，把整个系统划分为适合硬件和软件两部分实现，提高的系统开发效率。协同验证在系统设计初期检验系统功能和性能是否满足设计需求，在传统的设计方法通常采用“硬件先行”的设计方法，首先进行硬件设计，硬件设计完成测试无误后，再进行软件设计，这样，在软件设计过程中，如果发现软硬件划分不合理或者发现硬件设计错误(或者软硬件设计都完成后，在系统集成调试中发现错误)，修正十分困难，最后导致整个系统设计的返工。协同验证克服传统的设计方法上的缺陷，在软件和硬件设计编码完成后，通过构建软件和硬件模拟器，验证系统功能、检验系统性能是否满足设计要求。在验证过程中，如果发现系统设计错误，可以及时修改系统设计代码，然后再验证直到系统设计满足要求。经过验证的软件设计和硬件设计进一步综合形成最终嵌入式产品。
2 硬件验证方法
硬件模拟的目标是用软件模拟目标设计各元件单元功能，通过计算模拟输出分析评价硬件设计的行为特性。硬件模拟通常采用的算法有表驱动算法和事件驱动算法，表驱动算法根据设计电路的输入输出关系，按周期分配各元件的模拟顺序，当设计的输入发生变化时，模拟算法分别按周期依赖关系分别模拟目标设计中的所有元件行为特征，产生模拟结果输出。事件驱动算法跟踪并记录电路中输入发生变化的元件，在模拟过程中，只对输入发生变化的元件进行模拟，模拟产生的输出作为下一级元件输入，驱动下一级元件的模拟，直到所有的元件模拟完成产生最终的模拟结果。
从实现方法上，硬件模拟可以分为解释性模拟和编译性模拟，解释型模拟动态的解释被模拟单元的功能特性，适合事件驱动调度特点，因此解释性模拟器往往和事件驱动算法相结合。编译型模拟特点是模拟速度快，和解释性模拟不同，编译型模拟在模拟前先生成各元件单元的模拟顺序，模拟调度动态维护模拟事件队列，根据队列中事件的周期先后完成各单元模拟，模拟产生的新事件插入到模拟事件列表中。
编译型模拟方法和事件驱动调度算法结合实现编译型事件调度硬件模拟器，简称硬件模拟器。硬件模拟器的构造过程首先把硬件描述转换成等价的C++语言描述，并和模拟调度核心库一起编译链接生成可执行的硬件模拟程序(如图2)。模拟调度核心负责管理核调度事件模拟队列，并根据模拟队列的时间顺序模拟当前时刻的事件和与当前时刻事件相关联的执行单元。
在编译型事件驱动模拟器中，设计单元输入和输出以事件的形式表示，模拟调度算法根据事件产生的时间标记(Time Stamp)，把新事件插入到事件队列中去。调度算法采用时间优先调度策略，从调度队列中取出当前时刻发生的事件，激活与该事件相关的可执行单元，完成相应设计单元的功能模拟。在模拟过程中，模拟调度动态地调度被模拟单元，使之在所有输入条件满足时完成模拟，模拟结束后被模拟的事件从模拟队列中删除。直到所有事件模拟完毕，在特定事件内没有新事件产生时结束模拟。
3 软件验证方法
嵌入式软件验证一般采用指令集模拟器(Instruction Set Simulation，简称ISS)，指令集模拟器通过建立处理器功能精确模型，以指令精确(Instruction accurate)、周期精确(Cycle accurate)和时钟周期精确(Clock accurate)验证嵌入式软件在目标CPU上运行过程。模拟精度越高，模拟细节越多，模拟速度越慢(图3)。
由于ISS使用纯软件手段实现CPU功能，模拟速度受到很大的限制，虽然人们提高ISS模拟速度上作了大量有益的探索，但对于复杂的嵌入时软件完成CPU全功能模拟，仍然需要大量的时间开销。Marcello Lajolo等人提出了一种基于编译的软硬件协同模拟方案，使用控制流图(CFG)建立周期精确性能模型。Vojin Zivojnovic提出了一种使用代码转换(binary-to-binary)方法，把目标机代码转换成可在宿主机CPU上运行的指令集，直接在宿主机上运行目标代码，在宿主集CPU和硬件环境下验证嵌入式软件功能。
RTOS软件模拟器以代码转换为基础，利用RTOS模块化、易移植的特点，通过修改RTOS硬件相关部分代码，实现嵌入式代码向宿主机器代码的转换。对于特定硬件设计，通过编写该硬件模拟驱动(Hardware Simulating Driver，简称HSD)实现软件模拟器和硬件模拟器的模拟交互，实现软硬件的协同模拟(图4)。嵌入式软件代码、硬件模拟驱动代码和RTOS代码一起编译链接最终生成可以直接运行于宿主机器上的RTOS软件模拟器。
硬件模拟器和软件模拟器分别以不同的进程运行于宿主机环境下，在软硬件协同模拟过程中，软件模拟器对硬件的访问通过向硬件模拟器发送模拟请求事件，调用硬件模拟器功能，硬件模拟器收到软件的模拟器请求后，完成相应的模拟动作，并把反馈的结果以事件形式通过TCP/IP包返回。
RTOS模拟器克服ISS速度低的缺点，从更高层次上验证嵌入式软件功能，对于复杂或者有特殊要求的嵌入式软件，可以借助其它如代码静态分析、关键任务运行时限分析等手段实现嵌入式软件的更可靠的验证。
4 结论
嵌入式系统协调设计方法在设计初期通过验证的手段检验系统设计是否满足功能需求，排除潜在设计错误，避免在设计后期出现错误而造成设计返工。同时采用协调设计方法，可以有效的提高系统开发效率，降低开发成本，缩短开发周期，使产品能够快速的面向市场，灵活应对快速市场变化，提高产品的竞争力。嵌入式系统协调设计方法克服了传统设计方法的缺陷，简化复杂系统的过程，优化系统设计，具有非常广泛的应用前景。
摘要：随着微电子和计算机技术的发展,嵌入式系统的功能和结构日益复杂,传统的设计方法已经无法满足嵌入式产品快速发展需要。作为系统设计新方法,协调设计(Co-Design)已经成为嵌入式系统设计方法热点研究之一。协调设计就是在系统设计之初通过划分手段把整个系统划分为适合软件和硬件实现两部分,使系统设计并行进行。软硬件设计完成后利用协同模拟手段验证系统设计正确性,验证通过后,系统设计进入进行软硬件综合和系统集成测试阶段。该文研究嵌入式系统协调设计环境和软硬件系统模拟方法,通过构造软件和硬件模拟器,在系统设计初期实现嵌入式系统的软硬件功能及软硬件接口设计的快速验证,达到优化系统设计、降低系统开发成本、缩短设计周期的目的。
关键词：嵌入式系统,协调设计,协同模拟,模拟器,RTOS
参考文献
[1]Kumar S,James H.Aylor,et al.The Codesign Of Embedded Systems:A Unified Hardware/Software Representation[M].Kluwer Aca-demic Publishers,1996.
[2]De Micheli G,Sami M.Hardware/Software Co-Design[M].Kluwer Academic Publishers,1996.
[3]吴清平,刘明业.VHDL事件驱动模拟核心库[J].计算机研究与发展,2002,39(1):17-22.
[4]Pramataris K,Lykakis G,Stassinopoulos G.Hardware/Software Co-Simulation Methodology Based on Alternative Approaches[C].IEEE,1999:63-66.
[5]Bailey B,Klein R,Leef S.Hardware/Software Co-Simulation Strategies for the Future[M].Mentor Graphics Corporation Publishers,2000.
[6]Lajolo M,Lazarescu M.A Compilation-based Software Estimation Scheme for Hardware/Software Co-Simulation[C].CODES'99Rome I-taly,1999.
[7]Zivojnovic V,Meyr H.Compiled HW/SW Co-Simulation[C].33rd Design Automation Conference,1996.
嵌入与链接技术 篇8
嵌入式系统的关键是由一个或几个预先设定编程好的,用来完成少数特定任务的微处理器或者单片机组成。嵌入式系统所设定的系统软件是不会轻易改变的,所以通有很大区别。
1 嵌入式系统的发展历史
20世纪70年代随着单片机的出现,各种嵌入式微处理器逐渐产生,微控制器被广泛应用到众多领域,这也带来了嵌入式技术30年的蓬勃发展。嵌入式技术最早是因为单片机的出现,被广泛应用到信息通信技术、汽车技术、工业机器、家电设施等众多领域,人们可以通过内嵌特定的装置来达到理想的使用功能,这也使得各种设备在使用时更加安全、便捷、节能、环保。那时的设备已经达到了初步的嵌入式技术要求,但是所使用的是8位芯片以及单线程程序,所以也不能称之为“系统”。
最早的单片机是Intel公司的8048,它出现在1976年。在8048基础上又研制成功了8051单片机,51系列的单片机可以说是迄今为止较为成功的技术,它被广泛应用到众多的领域。8051也成为了单片机历史上最值得纪念的伟大成果。
从80年代开始,嵌入式编程人员开始用商业级的操作系统来编写嵌入式系统操作程序。这大大缩短了编程开发所用的时间周期,由此也降低了开发费用,提高了开发效率。这个时期的操作系统实际上是一个实时核,其中包含了众多的传统操作系统特征,例如任务管理、任务间通讯、内存管理、间断支持等功能。但那时的操作系统已经可以被称为“嵌入式系统”了。
90年代随着计算机技术的飞跃更新,嵌入式系统的应用也越发广泛和功能细化,这也就对嵌入式系统的要求更加高端化、具体化、程式化。随着实时性要求水平的不断提升,软件规模的不断扩大,在众多研究者的努力下,该技术逐渐成长为实时多任务操作系统,随着国际的大规模推广应用,成为嵌入式系统的主流技术。在这期间嵌入式系统也逐渐被各大相关企业重视,纷纷大力开发自己的嵌入式系统。除了传统的几家老牌公司外,还出现了Palm OS、WinCE、嵌入式Linux、Lynx、Nucleux以及国内的Hopen、Delta OS等嵌入式操作系统[1]。
2 嵌入式系统的特点
嵌入式系统应用热潮的产生原因主要包括以下几点:第一,芯片技术的发展和提升,使得单个芯片拥有了更为强大的处理功能,其应用的领域也可以通过不同集成接口得以推广扩大,这也使得众多的芯片生产厂商将开发重心投入到嵌入式系统开发上来。第二,满足市场需求的不断变化。由于现在人们对于产品的安全性、便捷性、稳定性、可靠性和低成本性的要求,嵌入式系统无疑是最好的选择,它可以预先设计特定编程来完成这些特殊功能。因此,嵌入式系统逐渐从纯硬件实现和使用通用计算机实现中脱颖而出,成为广大生产商和用户广为关注的焦点[2]。嵌入式系统具备以下几点特征。
2.1 系统内核小
嵌入式系统通常被应用到较小的设施设备上,其具有的系统资源相对有限,所以其系统内核较之传统的操作系统要小很多。
2.2 专用性强
嵌入式系统是为实现特定功能而设计编程的,具有极强的专用性,他的软件系统和硬件功能紧密结合,没有严格在同一机型、同一产品上进行操作,也要根据硬件设置的不同来进行不断的修改更新。
2.3 系统精练
由于嵌入式系统的系统软件和应用软件紧密融合,没有明确的区分,在功能设计上也就不要求进行复杂的编程,因此其操作系统就变得非常精练,生产成本也大大降低,此外也有利于系统的安全操作。
除以上特征外,嵌入式系统还具备较高的实时性和开发标准化等优点。
3 嵌入式系统的组成
嵌入式系统的主要组成包括硬件设备和软件系统两个层面。
3.1 嵌入式系统的硬件组成
嵌入式系统的硬件组成包括硬件层中嵌入式微处理器、存储器(SDRAM、ROM、Flash等)、通用设备接口和1/O接口(A/D、D/A、1/O)等[3]。
3.2 嵌入式系统的软件组成
系统软件层由实时多任务操作系统(Real-time Operation System,RTOS)、文件系统、图形用户接口(Graphic User Interface,GUI)、网络系统及通用组件模块组成。RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台[4]。
4 结束语
科技的发展带动着技术应用领域的不断进步,嵌入式系统的产生与迅猛发展,处处体现着科学技术进步推动的身影。随着嵌入式系统应用层面的不断扩大,给人们带来的工作和生活方面的便利性也被极大地发挥出来。嵌入式系统核心技术的开发与创新,也将随着人们生产生活需求
摘要：嵌入式系统是一个以计算机为硬件基础,以应用程序为软件中心,兼具软硬件都可裁剪特点的专用计算机系统。该系统适用于对功能、尺寸、成本、可靠性、能耗等具有严格要求的操作系统。嵌入式系统一般可以分为嵌入式微处理器、嵌入式操作系统、配套硬件设备以及系统用户四部分,主要为了实现对其他设备进行监督、控制、管理等目的。嵌入式系统广泛应用于所有带有数字接口的设备中,包括手表、汽车、电视、录像机、手机等众多设备。
关键词：嵌入式系统,关键技术,开发应用
参考文献
[1]夏玮玮.嵌入式系统关键技术分析与开发应用[J].业界论坛,2003,(02):7-11.
[2]廖娜.嵌入式系统关键技术分析与开发应用探讨[J].电子测试,2013,(07):86-87.
[3]耿玉菊.嵌入式系统开发技术[J].牡丹江教育学报,2009,(01):126.
嵌入式网络数控技术与系统的研究 篇9
关键词：嵌入式网络,数控技术,系统
1 分析嵌入式系统模型的特点
1.1 嵌入式系统的可重构功能
嵌入式系统中的CPU单元,主要的计算会应用精简的指令来开展。与专用芯片方法以及微处理机相比,人民群众最需要的是一种新型的技术路线和方法,从而实现微处理机的柔性和可编程,同时其中所涉及到的专用芯片拥有更快的速度,和可靠性。利用可重用的资源,能够将计算平台重构,对不同类型的应用需求完全使用。在可重构中,最为核心的意义在于可重用的资源,也就是还没有出现FPGA的时候,可重构系统一般情况下会应用重组的方式。
在出现FPGA之后,重用的资源会通过文件配置的方式,凸显每一种线的连接,改善硬件传统型功能。扩大范围进行分析,该功能具备着软硬件的可重构性。然而,就是由于嵌入式系统的硬软件裁剪功能,让可重构功能显现,继而将网络系统设计和数控技术充分实现,也能够将开放和重用的性能纳入网络数控系统中。
1.2 嵌入式系统的模型
嵌入式系统主要是作用在繁琐非电子系统的内部中的,在一定程度上充当着专业用途的电子系统。其中嵌入式系统的模型图如图1所示。
非电子系统能够将系统外部的环境成功模拟,对其称之为嵌入系统。系统若大型,基本上会拥有较多的嵌入式系统,能够与外界进行通信连接。同时,还可以对被嵌入系统发挥出服务的功效,但需要外界输入对其决定,可以理解为嵌入系统数控技术自身所产生的响应。在新时期的机电控制系统当中,具体会包含:中央处理器、执行器、可重构逻辑、DSP、传感器、微控制器。这一系列要素都是网络进行控制的,能够构成图2的嵌入式系统结构。以网络为关键点进行分析,是较为广义的,结构属于介质互联,也可能是NOC片之内的网络。
2 新型的嵌入式网络数控系统结构
2.1 嵌入式的网络数控软件体系结构
嵌入式的操作系统中,一方面能够将现场的图形显示予以提供,另一方面又能够对实时控制和远程图形显示有所提供,此项操作是以实时控制作为关键进行设计的,具体的软件体系结构如图3所示。
图3中的组态软件模块,主要设计的角度是特定的功能领域,根据相应的约束和接口所进行的通用性设计开发,例如:网络通信模块、运动控制模块、人/机交互模块、插补计算模块、加工代码编译模块等。运算和控制软件包含私服运动控制软件、PLC程序、数控程序等。其中所涉及到的辅助设计系统,具体应用于代码生成、代码辅助开发、私服控制单元软件、PLC单元、数控单元等。针对私服控制单元、PLC单元以及数控单元,都拥有着对应的辅助系统。
本文主要介绍数控软件的辅助开发系统,主要包含软件下载、软件自动生成以及数控系统定义三大部分。数控软件的自动生成模块,要按照NCDL所描述出的数控系统定义,自动呈现较为适当的数控软件以及优选组合。数控软件的下载会把数控软件在相呼应的嵌入式数控系统中下载。数控系统定义模块利用数控描述的特定语言,针对功能、环境、加工对象开展详细描述,充分的选择组态软件模块版本以及嵌入式的控制模块型号。此项选择,主要是为了想要让硬件模块中的功能结构实现。
新型的嵌入式网络数控软件中的辅助开发与自动生成,如图4所示。
全部的辅助开发过程和FPGA所进行的开发流程类似。FPGA是按照用户的需要选取恰当的硬件,将控制逻辑相应定义,FPGA的生成软件主要按照控制逻辑,将FPGA自动生成,接着利用FPGA将系统烧断,从而将FPGA硬件中的逻辑组合完成预期效果。
2.2 嵌入式的网络数控硬件体系结构
在嵌入式网络数控系统的体系中,拥有的嵌入式系统结构包括较多部分,如图5所示:
显示输入装置、管理系统和数控操作互相连接,能够将人机交互的功能充分实现。同时,数控操作中的管理系统,可以对代码编译加工,继而对其正确获取,对系统网络中的故障细致检查。在网络数控系统当中所拥有的以太网络,能够对外部网络连接,对数控系统的运行和调试能够合理控制。然而键盘输入以及显示的装置,相比数控的操作管理系统而言,会在一定程度上将现场交互增加实现概率,同时还可以将操作和数据的命令妥善输入,将加工的状态正确显示。此外,运动控制器和插补器,能够将间隙补偿和插补的运算有所实现,向嵌入式私服控制器当中发送速度控制信息。
嵌入式PLC可以将数控系统当中的全部逻辑控制完善开展,将PLC的主要功能升华。位置和速度私服控制器能够对加工轴的位置和速度综合调整。其中的系统一方面在对远程监控的实现过程中,可以使用NC客户端,另一方面还能够对Web浏览器有效利用。
3 总结
嵌入式网络数控系统使用便捷,并且较为灵活,能够应用于不同的控制对象中。嵌入式的网络数控系统一方面能够将个人电脑中的数控功能得到满足,另一方面还拥有着较强的性价比。因此,在社会的不同领域中都应该提倡应用嵌入式数控技术。
参考文献
[1]周祖德,龙毅宏,刘泉.嵌入式网络数控技术与系统[J].机械工程学报,2013(09).
[2]寇鹏德.嵌入式网络数控技术与系统[J].科技咨询,2013(08).