嵌入式系統的應用

摘要：嵌入式系統的概念源于微型計算機的嵌入式應用。早期的嵌入式系統探索過工控機，單板機，微機單片化的專用計算機形式，隨后走上了獨立發展的道路。嵌入式軟件是嵌入式系統的重要組成部分，所以，談嵌入式軟件的應用及發展自然就不能不提及嵌入式系統。嵌入式系統核心理念就是把計算機系統嵌入到特定對象體系中，實現智能化控制。

關鍵詞：嵌入式系統；應用；微型計算機

0引言

嵌入式系統一般指非PC系統，它包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器／微處理器、存儲器及外設器件 和I／O端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統軟件（OS）（要求實時和多任務操作）和應用程序編程。有時設計人員把這兩種軟件組合在一起。應用程序控制著系統的運作和行為；而操作系統控制著應用程序編程與硬件的交互作用。

1嵌入式系統的特點

嵌入式系統的核心是嵌入式微處理器。嵌入式微處理器一般就具備以下4個特點：1）對實時多任務有很強的支持能力，能完成多任務并且有較短的中斷響應時間， 從而使內部的代碼和實時內核心的執行時間減少到最低限度。2）具有功能很強的存儲區保護功能。這是由于嵌入式系統的軟件結構已模塊化，而為了避免在軟件模 塊之間出現錯誤的交叉作用，需要設計強大的存儲區保護功能，同時也有利于軟件診斷。3）可擴展的處理器結構，以能最迅速地開展出滿足應用的最高性能的嵌入 式微處理器。4）嵌入式微處理器必須功耗很低，尤其是用于便攜式的無線及移動的計算和通信設備中靠電池供電的嵌入式系統更是如此，如需要功耗只有mW甚至μW級。 嵌入式計算機系統同通用型計算機系統相比具有以下特點：

嵌入式系統通常是面向特定應用的

嵌入式CPU與通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在為特定用戶群設計的系統中，它通常都具有低功耗、體積小、集成度高等特點，能夠把通用CPU中 許多由板卡完成的任務集成在芯片內部，從而有利于嵌入式系統設計趨于小型化，移動能力大大增強，跟網絡的耦合也越來越緊密。

嵌入式系統是將先進的計算機技術、半導體技術和電子技術與各個行業的具體應用相結合后的產物。這一點就決定了它必然是一個技術密集、資金密集、高度分散、不斷創新的知識集成系統。

嵌入式系統的硬件和軟件都必須高效率地設計，量體裁衣、去除冗余，力爭在同樣的硅片面積上實現更高的性能，這樣才能在具體應用中對處理器的選擇更具有競爭力。

嵌入式系統和具體應用有機地結合在一起，它的升級換代也是和具體產品同步進行，因此嵌入式系統產品一旦進入市場，具有較長的生命周期。

為了提高執行速度和系統可靠性，嵌入式系統中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機本身中，而不是存貯于磁盤等載體中。

嵌入式系統本身不具備自舉開發能力，即使設計完成以后用戶通常也是不能對其中的程序功能進行修改的，必須有一套開發工具和環境才能進行開發。

2 ARM嵌入式處理器目前的主要產品及應用場合

在嵌入式處理器的種類中，以基于ARM技術的處理器居多。ARM嵌入式處理器目前主要基于的版本是ARM7和ARM9。

流行的ARM處理的生產廠家及其主打產品(見表1)：

3 ARM嵌入式處理器應用實例

LH7A404。基于該處理器設計得PC104工業控制板，用于蘇州某激光打標機產品的核心控制器。ARM處理器通過SPI接口控制DAC將電動機轉動數據轉換成模擬量傳給給電動機。

PXA255處理器。南京電力系統錄波機主控板，該主控制板和DSP采集板通信，將電力網絡故障發生時的波形數據采集，并保存到硬盤，在必要時通過網絡發送給控制中心。

PXA270處理器。南京電力系統網絡通信管理機，電力網絡上有許多監測設備，當電網故障發生時，監測設備采集故障數據并上傳給通信管理機，通信管理機負責保存，維護數據庫，并通過以太網傳送數據到控制中心。

PDA：手持設備終端，用于士兵訓練。

S3C2440處理器。國家環保系統環境在線檢查儀器：具有多個RS232，RS485，以太網接口，RS232，485接環境污染檢測探頭，處理器將數據采集并上傳到環保局數據庫。

中央空調故障監測儀器：具有以太網絡和RS485接口，RS485采集空調的監控數據，處理器收集整理后，發送給控制中心計算機。

結束語：

嵌入式應用已由工業、通信和網絡擴展到與數字多媒體相關的消費領域，其強勁的發展勢頭驗證了全球數字化革命的倡導者-尼葛洛龐帝的預言：嵌入式軟件及系統應用是PC和互聯網之后最偉大的應用發明。我國政府在嵌入式軟件發展過程中，已充分認識到它的重要作用，并在政策、資金等方面給予了大力支持。2004年國家發改委、科技部、商務部聯合頒布的《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南》，把嵌入式軟件產業作為國家發展的一個重要領域。

參考文獻

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