嵌入式軟件開發的關鍵技術

張迪

摘 要 移動通信、智能終端等技術的快速發展促進了嵌入式軟件的普及和適應，并在生產制造、汽車電子、電力通信等領域得到廣泛使用，促進了人類生活的信息化、智能化和共享化。本文詳細地描述了嵌入式軟件在操作系統、支撐軟件和應用軟件等三個方面的發展現狀，歸納了嵌入式軟件開發采用的關鍵技術，包括數字電路、微控制器、HTML5開發平臺等，為嵌入式軟件開發提供參考。

【關鍵詞】嵌入式軟件 數字電路 微控制器 HTML5

1 引言

隨著移動通信、光纖通信、單片機、智能終端等技術的快速發展和進步，嵌入式軟件在多領域得到了廣泛普及和使用。嵌入式軟件具有以應用為核心、軟硬件可裁剪、輕量級并發線程、低成本微功耗等特點，集成了新時期的微控制器、PLC、Java、.NET等多種技術，已經在整個軟件產業中占據了非常重要的地位，被稱為新型信息產業研發的重點。

2 嵌入式軟件應用發展現狀

經過多年的發展和應用，嵌入式軟件主要分為三個層次，分別是嵌入式操作系統軟件、嵌入式支撐軟件、嵌入式應用軟件。這些軟件應用現狀如下：

2.1 嵌入式操作系統軟件

嵌入式操作系統是一種用途廣泛的系統軟件，其主要負責嵌入式硬件資源分配、協調調度、并發控制等功能，經過多年的發展，嵌入式操作系統已經誕生了VxWorks、OS-9、Windows CE、pSOS、Palm OS、QNX、Linux、LynxOS等多種軟件，這些軟件為工業控制、國防軍工、電力通信、政企單位提供了強大的信息化支撐。

2.2 嵌入式支撐軟件

嵌入式支撐軟件主要用來支持軟件開發，這些工具包括嵌入式數據庫、QT開發工具、J2ME開發平臺等。嵌入式數據庫是人們為了適應現代移動計算、智能終端而提出的一種微型數據庫，可以支持某種具體的應用，運行于各類型的嵌入式設備中，目前，嵌入式數據庫系統經過多年的研發，已經誕生了SQLite數據庫、Sybase數據庫、Oracle數據庫等，為嵌入式軟件開發提供了更加有效的支持力。

2.3 嵌入式應用軟件

嵌入式應用軟件是指針對某一固定領域或平臺開發的計算機軟件，這些嵌入式軟件屬于輕量級、多線程、并發性應用程序，能夠達到用戶的預期計算和服務目標。由于嵌入式應用軟件在處理時間和精度上存在較多的要求，因此嵌入式應用軟件與普通軟件存在較大的差別，不僅要求具有較高的準確性、安全性和穩定性，還要盡可能地滿足通訊處理、文字處理、多媒體處理、智能機交互、Email收發等功能。隨著平板電腦、智能手機的普及，嵌入式軟件又在視頻監控、智能家居等領域得到應用，開發了更多的專業性較強的智能家居設備。

3 嵌入式軟件開發關鍵技術

嵌入式軟件與軟硬件資源關系非常密切，因此軟件開發涉及的關鍵技術非常多，既包括數字電路、微控制器、傳感器等硬件技術，同時也包括移動定位、canvas繪圖功能、HTML5等軟件技術。

3.1 數字電路技術

數字電路在嵌入式軟件開發中具有重要的作用，嵌入式軟件包括多個組件，分別是CPU、存儲器、輸入輸出接口等，這些部件的連接都依賴數字電路。數據電路經過多年的應用和改進，已經進入到超大規模集成電路時代。利用數字集成電路可以實現總線通信和傳輸，傳輸智能終端控制器發出的各類型命令信號。

3.2 微控制器

嵌入式軟件部署于智能終端，這些硬件終端具有體積小、重量輕、移動便攜等優勢，因此其研發和制造過程中需要使用微控制器。微控制器是一種大規模的集成電路，能夠輸入輸出多種指令，并且具有較強的可推廣性，實現了智能終端的并發控制運行。目前，微控制器經過多年的研究，已經誕生了很多種類型，比如華為海思系列、高通系列等，這些處理器的時鐘處理頻率更快更高，因此可以更好地承載各類型的應用軟件。

3.3 HTML5技術

HTML5技術提供了一種更加適用于嵌入式軟件開發的標簽和樣式顯示模式。HTML5技術提供了三種非常重要的在線存儲和處理機制，分別是Indexed DB機制、Application Cache機制和WebStorage機制。Indexed DB是HTML5獨特的數據存儲機制，其可以使用本地數據庫存儲大容量的數據，這些數據多采用關系結構模式。Application Cache是一種網頁緩存機制，其可以通過定義一個稱謂manifest的文件，在瀏覽器中下載緩存的網頁文件，并且可以將數據以文件為單位存儲到本地數據庫。Web Storage離線存儲機制可以看做是加強型的Cookie，其不會受到數據大小的影響，并且具有較好的彈性及架構，可以將數據寫入到移動設備的ROM中，在關閉瀏覽器之后，還可以再打開，恢復相關的數據，以便能夠實現高效率的數據讀寫。

3.4 移動定位功能

隨著GPS、北斗導航等衛星定位技術的應用，移動定位功能已經在各類型的嵌入式軟件上得到廣泛普及，比如高德地圖、百度地圖等，并且這些嵌入式電子地圖開發了許多應用軟件。

3.5 canvas繪圖功能

嵌入式軟件開發過程中，需要利用虛擬現實、圖像處理技術實時繪制圖像，以便將實體目標模型快速化渲染出來，并提供給用戶瀏覽。因此，嵌入式軟件運行過程中嵌入了canvas繪圖功能，利用先進的繪圖管理功能能夠支持3D繪圖功能，并且有效支持圖像的旋轉、移動、縮放等圖片操作，降低互聯網的傳輸帶寬占用率，提升了圖片的顯示精確度。

4 結束語

嵌入式軟件可以與智能終端、傳感器、數據庫相結合，利用嵌入式軟件加工處理視頻圖像、文字信息、音頻信息等數據內容，為工業制造、智能交通、視頻監控等政企單位信息化服務提供支撐，實現了強大的數據共享和多應用服務功能。

參考文獻

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作者單位

安徽工業經濟職業技術學院 安徽省合肥市 230051