可移植嵌入式導航平臺關鍵技術探討

徐伯健北京衛(wèi)星導航中心

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可移植嵌入式導航平臺關鍵技術探討

徐伯健
北京衛(wèi)星導航中心

摘要：基于當前導航系統(tǒng)應用功能與范圍的拓展，使得各種新型的應用模塊隨之誕生，基于嵌入式導航系統(tǒng)平臺下，要想實現(xiàn)這一導航系統(tǒng)結構的完善搭建，則就需要明確將嵌入式與導航系統(tǒng)進行結合下相應可移植性的設計問題?？缙脚_設計的實現(xiàn)需要明確整合系統(tǒng)相互間的關系與硬件管理需求，定位相應關鍵技術以實現(xiàn)這一可移植軟件的有效開發(fā)。本文針對可移植嵌入式導航平臺下相應關鍵技術問題進行了研究與探討，以供參考。

關鍵詞：可移植嵌入式；導航平臺；關鍵技術；探討

前言

基于信息化時代下，導航系統(tǒng)的誕生與廣泛應用給使用者帶來了極大的便利，但是，也真實基于技術的不斷發(fā)展，對現(xiàn)有導航系統(tǒng)的性能等提出了更高的要求。為了實現(xiàn)基于可移植嵌入式導航系統(tǒng)平臺的搭建，則就需要從這一系統(tǒng)的特殊性著手，以相應關鍵技術的明確定位來實現(xiàn)這一導航系統(tǒng)的完善開發(fā)與應用。而要想明確該系統(tǒng)平臺所涉及到的關鍵技術內容，則就需要首先明確這一系統(tǒng)設計下所提出了實際需求，并對相應技術特征進行分析。

1、可移植嵌入式導航平臺的構成與所呈現(xiàn)出的特點

1.1導航平臺的結構組成

當前，主要應用的嵌入式導航系統(tǒng)模型主要有如下三種：單機模型、無線網絡模型以及混合模型，而這三個常用導航模型中，當前整體性能最佳則是混合型模型，其融合了單機模型與無線網絡模型二者的所具備的優(yōu)點，進一步滿足了用戶的實際需求特點。而無論是哪一種模型，都并非是一個單純的部分功能集成系統(tǒng)，而是一個相對完善的嵌入式系統(tǒng)，能夠提供各項服務如數(shù)據(jù)管理、人機交互以及智能導航分析等，這一集成性綜合嵌入式系統(tǒng)的模塊構成為：系統(tǒng)抽象層、數(shù)據(jù)存儲層、信息顯示層、人際交互、智能分析、智能導航以及行業(yè)拓展共7個模塊。而本文在研究的過程中，目的是為了實現(xiàn)能夠適用于不同領域下的嵌入式導航軟件的開發(fā)，所以則就需要從底層設計開展直至頂層，實現(xiàn)層次模型的搭建，以將各模塊與導航系統(tǒng)相連，系統(tǒng)應該具備應用層、應用服務層、地圖服務層、系統(tǒng)服務層以及驅動與硬件層。

1.2所呈現(xiàn)出的特點

主要表現(xiàn)在如下幾點：第一，系統(tǒng)抽象層。其作為該系統(tǒng)軟硬件的接口層，承擔著正確使用系統(tǒng)通信接口，并實現(xiàn)對硬件系統(tǒng)的驅動以及文化數(shù)據(jù)的訪問等?；谠撓到y(tǒng)所具備的可裁剪性特點，所以要實現(xiàn)統(tǒng)一接口的設計；第二，數(shù)據(jù)存儲。基于該系統(tǒng)下數(shù)據(jù)存儲業(yè)務的需求，要針對數(shù)據(jù)分析、解壓以及檢索等內容進行這一系統(tǒng)的設計；第三，數(shù)據(jù)管理。需要實現(xiàn)對導航系統(tǒng)內部數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，進而提供綜合導航服務功能，并能夠為實現(xiàn)數(shù)據(jù)的更新等提供相應服務；第四，信息顯示。即以可視化功能提供來顯示導航終端服務信息，需要以顯示終端機制的建立來確保引擎功能的實現(xiàn)；第五，人機交互。以人機接口的設置來實現(xiàn)交互性操作，在接收用戶請求信息的同時系統(tǒng)進行處理后，將結果進行反饋，并要以相應的管理機制來支撐人機交互功能的實現(xiàn)；第六，路徑規(guī)劃與智能導航。其中路徑規(guī)劃提供的是系統(tǒng)路線規(guī)劃功能，智能導航是按照所提供的規(guī)劃路線引導駕駛員按照這一路線行車；第七，行業(yè)擴展。嵌入式導航系統(tǒng)能夠為車輛、使用者以及較廣系統(tǒng)提供相應的數(shù)據(jù)信息，進而使得整個交通網路的安全性與流暢性得以提升。

2、可移植嵌入式導航平臺所涉及到的關鍵技術定位

2.1硬件技術

整個硬件系統(tǒng)作為物理保障層，因在實際應用的過程中能夠借助多種終端設備進行應用，如智能手機等，進而使得硬件結構的會存在一定的差異性，所以這就需要基于可移植角度下，對處理器與存儲設備等所涉及到的關鍵技術進行分析。第一，微處理器。針對這一內容，首先要明確微處理器的選型，采用RISC處理器能夠在提高指令效率的基礎上，降低功耗，進而促使整個成本降低，加以采用基于32位RISC處理下，進而借助這一處理器的功能來解決系統(tǒng)移植問題。第二，存儲設備。基于這一導航系統(tǒng)下，一般以NANDFlash這一存儲介質為主，能夠為滿足地圖數(shù)據(jù)下大量信息存儲之需，其存儲密度高，且反應速度靈敏，方便操作處理，提高了嵌入式設備的整體性能。

2.2軟件技術

第一，微內核結構。在整個操作系統(tǒng)中，一般最少會存在內核層與用戶層這兩個層次，其中，內核層是提供基礎服務功能的，而操作系統(tǒng)的引入后使得內核系統(tǒng)隨之拓展，此時就會導致系統(tǒng)資源管理問題凸顯。因此，在設計這一可移植嵌入式導航系統(tǒng)平臺的過程中，以微內核結構來進行設計，借助其調度管理簡單化的性能來解決系統(tǒng)資源管理問題。第二，任務調度。基于這一系統(tǒng)下，其能夠支撐多種任務，并根據(jù)任務的優(yōu)先級設計來進行優(yōu)先反應，進行實現(xiàn)調度的操作，在設計中采用占式調度法來滿足不同優(yōu)先級任務操作請求之需，并以時間片輪轉調度法來滿足同等優(yōu)先級下這一調度任務之需。第三，內存管理?；贛MU下一般采用的是虛擬存儲，而在嵌入式系統(tǒng)下，是以實際物理存儲為主要形式，以實現(xiàn)直接管理，在此過程中需要以完善的內存管理機制來確保系統(tǒng)的安全可靠運行。

2.3相應開發(fā)技術分析

在進行可移植嵌入式導航系統(tǒng)平臺搭建的過程中，為了確保可移植性的實現(xiàn)，可將Linux系統(tǒng)下相應交叉編譯這一開發(fā)方式進行應用，其能夠有效滿足該系統(tǒng)平臺的實際需求。借助GNU的功能，能夠實現(xiàn)對不同語言需求的支撐，借助這一編譯器，實現(xiàn)對目標代碼的轉換；同時基于GNU下的Gdb等工具。

3、總結

綜上，在實現(xiàn)基于可移植嵌入式導航平臺設計與開發(fā)的過程中，要想實現(xiàn)這一平臺的完善構建，則就需要以明確關鍵技術內容為基礎。嵌入式導航系統(tǒng)是借助GIS技術、通過導航電子地圖來實現(xiàn)對導航數(shù)據(jù)信息的分析，將相應反饋信息提供給用戶，在設計這一平臺的過程中，要實現(xiàn)軟硬件設計以及開發(fā)技術的明確定位，確保能夠支撐嵌入式導航平臺可移植性功能的實現(xiàn)，進而為實現(xiàn)該導航系統(tǒng)功能的不斷完善以滿足實際應用需求奠定基礎。

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