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標(biāo)題: 我國嵌入式技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀分析 [打印本頁]
作者: ludi 時間: 2017-9-15 11:04
標(biāo)題: 我國嵌入式技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀分析
自上個世紀(jì)七十年代提出嵌入式系統(tǒng)的概念以來，嵌入式系統(tǒng)以其高性能、低功耗、低成本和小體積等優(yōu)勢，獲得了飛速的發(fā)展與廣泛的應(yīng)用，然而，由于受到當(dāng)時硬件水平的制約，嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)方式與以 PC 為代表的通用計算機(jī)系統(tǒng)的軟件開發(fā)方式一開始就完全不同。當(dāng)時的嵌入式系統(tǒng)硬件平臺一般都是基于 8 位機(jī)的簡單系統(tǒng)，系統(tǒng)的硬件設(shè)計者通常也是系統(tǒng)的軟件開發(fā)者，編程語言絕大多數(shù)也以匯編語言為主，硬件設(shè)計者在進(jìn)行硬件系統(tǒng)的設(shè)計時，同時會考慮程序如何編寫，而在進(jìn)行程序設(shè)計時，也會考慮與硬件的配合，因此，嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)人員一般都非常了解系統(tǒng)的底層軟、硬件細(xì)節(jié)。
由于軟、硬件條件的制約，這些系統(tǒng)一般都用于實現(xiàn)一個或幾個簡單的數(shù)據(jù)采集與控制功能，程序結(jié)構(gòu)多使用簡單的控制循環(huán)，配合中斷服務(wù)來實現(xiàn)對外界請求的相應(yīng)，不采用操作系統(tǒng)，所以，系統(tǒng)開發(fā)者對通用計算機(jī)基于操作系統(tǒng)的軟件開發(fā)工具和技術(shù)的理解與掌握比較有限。而與此同時，另一大批人則對以 Microsoft Windows 、 Linux 為代表的操作系統(tǒng)技術(shù)深深著迷，醉心于在這些操作系統(tǒng)上的應(yīng)用程序開發(fā)，他們感興趣的東西是如何使用諸如 VB 、 VC 、 Java 之類的高級編程語言，在操作系統(tǒng)平臺上實現(xiàn)更復(fù)雜和更精彩的應(yīng)用，而不太關(guān)心系統(tǒng)的更多的硬件細(xì)節(jié)。傳統(tǒng)的觀點一般將前者歸類為硬件開發(fā)人員，而后者通常被稱之為軟件程序員。這兩大群體在很長一段時間幾乎也是井水不犯河水，各自有著不同的開發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域。
然而，隨著計算機(jī)軟、硬件技術(shù)的飛速發(fā)展和人們的應(yīng)用需求越來越高，特別是隨著以 ARM 、 PowerPC 、 MIPS 等為代表的高性能嵌入式微處理器普遍使用，使傳統(tǒng)意義上的嵌入式系統(tǒng)的概念發(fā)生了很大的變化。以基于 8 位機(jī)的嵌入式系統(tǒng)為例，當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)隨著需求的增加變得越來越復(fù)雜、使用范圍變得越來越廣泛時，系統(tǒng)每增加一項新的功能，都會帶來應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)的變化，甚至需要完全重新設(shè)計，而這種問題在基于操作系統(tǒng)的通用計算機(jī)上就小得多，顯然，沒有操作系統(tǒng)的支持已經(jīng)成為傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的最大的缺陷，但由于 8 位機(jī)系統(tǒng)有限的運算能力和存儲容量，不足以支持操作系統(tǒng)的運行，信盈達(dá)嵌入式企鵝要妖氣嗚嗚吧久零就要因此，在很長一段時間以來，人們盡管已經(jīng)意識到這個問題的存在，但也沒有更好的解決辦法。
自上個世紀(jì)九十年代以來，嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計提出了 “ 片上系統(tǒng) ” （ SoC ， System on Chip ）的概念，目前，嵌入式系統(tǒng)的硬件設(shè)計已進(jìn)入以 SoC 為核心的階段，顯然， SoC 為高性能的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的提供了功能豐富的硬件平臺，而這些平臺強(qiáng)大的運算能力和存儲能力，足以支持復(fù)雜嵌入式操作系統(tǒng)（ EOS ， Embedded Operating Systems ）的運行。
嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展是伴隨的嵌入式微處理器性能的不斷提高而逐漸發(fā)展起來的，最近幾年來，嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，其原因主要是嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)復(fù)雜度的增加，同時，高性能的嵌入式微處理器的推廣使用，為嵌入式操作系統(tǒng)的可靠運行提供了硬件平臺的保障。目前，在嵌入式系統(tǒng)中使用的操作系統(tǒng)種類也非常繁多，其中，市場份額占有比較高的有 Linux 、 Windows CE 、 VxWorks 、 QNX 、 eCos 、 uC/OS II 等。嵌入式操作系統(tǒng)主要可分為兩大類，一類是商業(yè)級的嵌入式操作系統(tǒng)，這類操作系統(tǒng)一般都經(jīng)過較長時間的使用，且都由一些大公司開發(fā)與維護(hù)，在性能或服務(wù)上都有較好的保證，如 Windows CE 、 VxWorks 、 QNX 等，但這類操作系統(tǒng)一般價格比較昂貴，且都不公開核心代碼，這就與嵌入式系統(tǒng)用戶定制性較強(qiáng)、升級換代快等特點相違背，因此其應(yīng)用范圍受到了很大的限制。另一類則是源代碼開放的嵌入式操作系統(tǒng)，如 Linux 、 eCos 、 uC/OSII 等，盡管這類系統(tǒng)在技術(shù)支持和服務(wù)上有所欠缺，且對開發(fā)人員有較高的要求，但由于用戶可定制性好、具有可持續(xù)開發(fā)的優(yōu)勢，從目前看來，其應(yīng)用范圍反而比商業(yè)嵌入式操作系統(tǒng)廣泛得多。
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