浅谈嵌入式计算
对嵌入式的理解认识
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嵌入式系统是一种专门设计和构建的计算机系统,用于执行特定的功能或任务。
与通用计算机系统不同,嵌入式系统通常被嵌入到其他设备或系统中,以实现特定的控制、监测、通信或嵌入式应用。
以下是对嵌入式系统的一些理解和认识:
特定功能性:嵌入式系统通常被设计用于执行特定的功能或任务,如家电控制、智能手机、车载系统、工业自动化、医疗设备等。
它们具有高度定制化和专业化的特点。
资源受限:嵌入式系统通常具有有限的计算资源、存储容量和功耗限制。
它们需要在有限的资源下实现高效的计算和控制能力。
实时性要求:许多嵌入式系统需要满足实时性要求,即能够及时响应外部事件并进行快速的数据处理和决策。
这对于控制和监控类应用至关重要。
硬件和软件结合:嵌入式系统是硬件和软件的结合体。
硬件部分通常由处理器、存储器、输入/输出接口和传感器等组成,而软件部分则包括嵌入式操作系统、驱动程序、应用程序和算法等。
实时系统和即时响应:嵌入式系统通常需要实时响应外部事件,即在规定的时间内完成特定的任务。
实时系统的可靠性和稳定性对于嵌入式系统至关重要。
硬件和软件开发技术:嵌入式系统的开发需要掌握硬件设计、嵌入式软件开发、系统调试和测试等技术。
涉及到的技术包括电路设计、嵌入式编程、调试工具和仿真器的使用等。
综上所述,嵌入式系统是一种专门设计和构建的计算机系统,具有特定的功能性、资源受限、实时性要求,需要硬件和软件的结合,能够在各种应用领域中发挥重要作用。
它是现代科技发展的重要组成部分,广泛应用于各个行业和领域。
高性能嵌入式计算技术在智能家居系统中的应用技巧
![高性能嵌入式计算技术在智能家居系统中的应用技巧](https://img.taocdn.com/s3/m/43e4b22a59fafab069dc5022aaea998fcd22406f.png)
高性能嵌入式计算技术在智能家居系统中的应用技巧在智能家居系统中,高性能嵌入式计算技术的应用已经变得越来越普遍。
这一技术的不断发展和进步为智能家居的性能和功能提供了巨大的推动力。
然而,要想在智能家居系统中充分发挥高性能嵌入式计算技术的优势,仍然需要掌握一些应用技巧。
一、优化系统架构在应用高性能嵌入式计算技术的智能家居系统中,优化系统架构是至关重要的一环。
合理的系统架构可以提高整个系统的性能和稳定性。
首先,需要合理划分不同的功能模块,将功能模块划分为独立的子系统,从而实现模块化开发和维护。
其次,需要合理分配和管理系统资源,以确保各个模块之间的相互协作和协调。
最后,要对系统进行实时监测和调试,及时发现和解决可能出现的问题,从而提高系统的可靠性和稳定性。
二、优化算法和数据处理在智能家居系统中,高性能嵌入式计算技术主要用于算法和数据处理。
因此,优化算法和数据处理是提高系统性能的关键。
首先,需要选择适当的算法,并根据系统需求进行优化。
例如,使用快速算法和高效数据结构可以减少计算量和内存占用,从而提高系统性能。
其次,要进行数据处理的并行化和流水线化设计,以提高计算效率。
同时,还可以利用硬件加速器如FPGA、GPU 等,进一步提升数据处理能力和效率。
三、优化系统功耗管理在智能家居系统中,功耗管理是一个关键问题。
高性能嵌入式计算技术往往会导致系统的功耗增加,因此需要采取相应的措施进行优化。
首先,可以使用低功耗的处理器和组件,以降低整个系统的功耗。
其次,可以采用有效的节能策略,如动态频率调节、休眠唤醒等。
此外,还可以通过软件优化和定制化硬件设计来降低功耗。
通过合理的功耗管理,可以延长电池续航时间,提高系统的可用性和稳定性。
四、优化系统安全性智能家居系统中的数据安全问题越来越引起人们的关注。
高性能嵌入式计算技术的应用增加了系统的攻击面,因此需要采取相应的措施加强系统的安全性。
首先,需要采用安全加密算法对数据进行保护,确保数据在传输和存储过程中的安全性。
嵌入式开发学习心得
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嵌入式开发学习心得嵌入式开发学习心得在平日里,心中难免会有一些新的想法,不妨将其写成一篇心得体会,让自己铭记于心,这样有利于培养我们思考的习惯。
应该怎么写才合适呢?下面是小编为大家收集的嵌入式开发学习心得,仅供参考,欢迎大家阅读。
嵌入式开发学习心得1就我个人而言,从最开始对嵌入式一窍不通到现在越学越感兴趣,当然相应在嵌入式方面的提高也是很明显的。
学习嵌入式越来越成为我学习中的一部分,现在把我的学习过程的心得体会与大家一起分享,希望那些和我一样对嵌入式想学而又迷茫,不知从哪入手的同学朋友有所帮助。
1 .基础知识嵌入式开发很大一部分靠C语言,尤其在底层驱动等用的很多,当然在应用开发还用到诸如C++等其他语言,但我想对于一个初学者有C基础就足够了,等到学到一定程度再去扩展。
所以C基础是学嵌入式的前提。
关于C语言需要知道基本的语法,什么是结构体,什么是共用体,有什么区别,不用强记一些实际中用的很少的东西。
C++要知道什么是类,怎么定义,继承,接口,要深刻理解,当然基本语法也是必不可少的。
操作系统原理也需要基本理解和掌握的,我记得我上课的时候不以为然没有认真学习,后来发现很多的东西都是在这个课上讲到的。
什么时间片啊,任务调度啊,都是在那里知道的。
Linux基本命令的使用(vi编辑器必须会用,因为在终端修改文件的时候只能用这个),我们现在很多的人都习惯用鼠标了,很少用到命令,我学习嵌入Linux就强迫自己去改掉这个习惯了,Linux用命令操作一是效率高,二是功能非常强大,远非图形界面能比的了的,其实我们用图形界面的操作都要转化为命令传给硬件的。
Linux文件系统的管理要清楚,哪个目录存放是什么东西,有什么用,文件权限管理等。
2.单片机知识的学习我觉得单片机、嵌入式等这一类都有很大的相似性,知识功能不一样,但工作的原理、控制原理都和大的相似。
就我个人而言,能比较快的进入嵌入式的学习与提高,很大一部分依赖于对单片机的原理有较深入的学习和理解,单片机比较简单,学习起来相对比较容易,所以我建议想学嵌入式的同学,可以和我一样从单片机入手,那样不仅可以理解这些微处理器、微控制器的操作与控制原理,当然还可以顺便学学汇编语言,这对后面的嵌入式学习都有很大的帮助。
嵌入式系统开发
![嵌入式系统开发](https://img.taocdn.com/s3/m/06335c69ae45b307e87101f69e3143323968f5f2.png)
嵌入式系统开发嵌入式系统是指内嵌在其他设备或系统中,实现特定功能的计算机系统。
它通常集成了硬件和软件,通过专门的开发平台进行开发和编程。
嵌入式系统广泛应用于各个领域,如汽车、家电、医疗设备、通信设备等。
本文将围绕嵌入式系统开发展开,介绍嵌入式系统的基本原理、开发流程以及相关技术。
一、嵌入式系统的基本原理嵌入式系统的基本原理是将处理器、存储器、输入输出设备等硬件组件集成在一起,通过操作系统和应用程序实现特定的功能需求。
常见的嵌入式系统采用单片机或微处理器作为核心处理器,具有较小的体积和功耗。
嵌入式系统的设计需要考虑硬件平台的选择、外设的接口设计、系统调度和任务管理等方面。
同时,软件开发也是嵌入式系统的重要组成部分,包括操作系统的移植、设备驱动程序的编写以及应用程序的开发。
二、嵌入式系统开发流程嵌入式系统的开发流程包括需求分析、硬件设计、软件开发、集成测试和发布等环节。
下面将逐一介绍各个环节的内容。
1. 需求分析在嵌入式系统开发之前,需要明确系统的功能需求和性能要求。
通过与用户沟通和需求分析,确定硬件平台、输入输出设备和外部接口等方面的需求。
2. 硬件设计硬件设计是指基于嵌入式系统的功能需求,选择合适的处理器、存储器、外设等硬件组件,并进行相应的电路设计和PCB布局。
硬件设计需要考虑系统的稳定性、扩展性和功耗等因素。
3. 软件开发软件开发是嵌入式系统开发的关键环节。
首先,根据硬件平台的选择,进行操作系统的移植和配置。
然后,编写设备驱动程序,实现对外设的控制和数据交换。
最后,根据系统需求,开发应用程序,实现特定功能。
4. 集成测试集成测试是将硬件和软件进行整合,测试系统的功能和性能是否满足需求。
通过功能测试、性能测试和稳定性测试,发现并修复系统中的缺陷和问题。
5. 发布在集成测试通过后,将嵌入式系统制作成最终产品,进行出厂测试和质量控制。
然后,将产品发布给客户或上线市场。
三、嵌入式系统开发的相关技术嵌入式系统开发涉及到多个技术领域,下面将介绍几个重要的技术。
嵌入式应用技术论文
![嵌入式应用技术论文](https://img.taocdn.com/s3/m/994cb993b8d528ea81c758f5f61fb7360b4c2b4f.png)
嵌入式应用技术论文嵌入式技术在21世纪的广泛应用带给了人们一个嵌入式系统全面超越PC的世纪,小编整理了嵌入式应用技术论文,欢迎阅读!嵌入式应用技术论文篇一嵌入式技术浅谈摘要:嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软、硬件均可裁剪,适用于系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。
目前嵌入式开发技术大都是基于ARM 内核的操作系统编程,当然目前主要的嵌入式操作系统是嵌入式Linux 操作系统、WINCE操作系统和VxWorks操作系统。
关键词:嵌入式嵌入式系统嵌入式技术 Linux WINCE VxWorks一、什么是嵌入式技术嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软、硬件均可裁剪,适用于系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。
一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序四个部分组成。
用于实现对其他设备的控制、监视或管理功能。
嵌入式系统一般是非PC系统,它包括硬件和软件两个部分。
硬件包括处理器、存储器、外设器件、I/O端口、图形控制器等。
软件部分包括操作系统(实时多任务操作系统)和应用程序编程。
应用程序控制着系统的运作与行为,而操作系统控制应用程序编程与硬件的交互作用。
二、嵌入式技术的应用嵌入式技术是当前微电子技术与计算机技术的一个重要分支,嵌入式技术已成为后PC时代的主宰。
后PC时代对电子产品的要求越来越倾向于向微型化、智能化、便携式、可移动、易操作、高性能、低功耗方向发展。
低到智能玩具、PDA、智能手机、数码相机、家用电子游戏机、信息家电,高到网络传输设备、工业控制、自动导航、智能医疗仪器、办公自动化、军用设备,甚至于人造卫星等各应用领域,32位嵌入式系统因其卓越的性能,超低的功耗、无与伦比的稳定性,可以说无处不在。
三、嵌入式技术的市场需求1.嵌入式系统市场具有广阔天地。
嵌入式系统主要用于各种信号处理与控制,目前已在国防、国民经济及社会生活各领域普及应用,用于企业、军队、办公室、实验室以及个人家庭等各种场所。
嵌入式计算的软硬件设计与开发实践
![嵌入式计算的软硬件设计与开发实践](https://img.taocdn.com/s3/m/56ad57c6ed3a87c24028915f804d2b160b4e86b5.png)
嵌入式计算的软硬件设计与开发实践嵌入式计算是指将计算机系统嵌入到特定的设备或系统中,用于实现特定的功能需求。
嵌入式计算的软硬件设计与开发是指针对嵌入式系统进行软件和硬件的设计与开发工作。
本文将介绍嵌入式计算的软硬件设计与开发实践,并探讨其中的关键技术与挑战。
嵌入式计算的软硬件设计与开发实践主要涉及两个方面,即软件开发和硬件设计。
首先,软件开发是基于嵌入式系统的需求,编写相应的软件程序来实现系统的功能。
其次,硬件设计是根据嵌入式系统的需求,设计相应的硬件电路来支持软件程序的运行。
在软件开发方面,嵌入式系统通常需要高效的实时处理能力和低功耗的设计。
因此,一些常用的开发语言和开发工具在嵌入式系统中得到了广泛应用。
例如,C语言和汇编语言常被用于编写底层驱动程序和实现系统的核心功能。
此外,一些集成开发环境(IDE)和调试工具也被广泛使用,以提高开发效率和代码质量。
例如,Keil MDK、IAR Embedded Workbench和Eclipse等工具可以帮助嵌入式软件开发人员进行代码编写、调试和性能优化。
在硬件设计方面,嵌入式系统需要根据功能需求选择适当的处理器、存储器、传感器和外设等硬件组件。
这些硬件组件的选择和配置将直接影响系统的性能和功耗。
同时,硬件设计人员还需要考虑电路布局、信号完整性和电磁兼容等方面的问题。
为了提高设计的可靠性和可测试性,一些流行的硬件描述语言(HDL)和电路设计工具也在嵌入式系统中得到广泛应用。
例如,VHDL和Verilog HDL常用于嵌入式系统的硬件设计和仿真。
除了软件开发和硬件设计,嵌入式计算的软硬件设计与开发还需要进行系统级的集成和测试工作。
系统级集成是将软件和硬件组件进行有效地集成,以实现系统的功能需求。
系统级测试是验证系统的性能和功能是否满足预期要求的过程。
为了提高系统级集成和测试工作的效率和可靠性,一些常用的集成和测试工具也被广泛应用。
例如,ModelSim和SystemC等工具可以帮助开发人员进行系统级集成和测试,以确保系统的稳定性和可靠性。
嵌入式计算机技术论文
![嵌入式计算机技术论文](https://img.taocdn.com/s3/m/54c35b4d30b765ce0508763231126edb6e1a7657.png)
嵌入式计算机技术论文嵌入式计算机技术一直被视为计算机科学领域中最重要的领域之一。
随着计算机技术的不断发展,从单一应用到多领域的应用,嵌入式技术受到越来越多的关注。
本文将着重论述嵌入式计算机技术的定义、应用、发展历程和技术优势。
一、嵌入式计算机技术的定义嵌入式计算机,简称为嵌入式系统,通常是由控制器、处理器、存储器、通信设备和操作系统等所组成的一种基于计算机硬件技术和软件技术的系统。
它通常是为了特定应用而设计,根据应用的不同会有不同的外壳和规格。
二、嵌入式计算机技术的应用嵌入式计算机技术广泛应用于各个领域,如电子、通信、汽车、家电、医疗、军事等领域。
例如,智能手机中的处理器和操作系统就是嵌入式计算机技术的应用之一;智能家电中的智能控制器和智能显示器也是嵌入式计算机技术的应用之一;车载电子系统中的电子控制单元就是嵌入式计算机技术的应用之一。
三、嵌入式计算机技术的发展历程嵌入式计算机技术从20世纪70年代开始发展,并在90年代初进入了快速发展的阶段。
在过去的几十年中,嵌入式计算机技术已经发展到了一个非常成熟的阶段。
在硬件方面,嵌入式处理器已经很小巧,并且功耗也非常低;在软件方面,嵌入式操作系统也已经非常小巧、高效,并且有着非常好的实时性能和可靠性。
四、嵌入式计算机技术的技术优势嵌入式计算机技术具有以下技术优势:1、实时性能好嵌入式计算机系统通常需要处理实时数据或实时控制。
因此,它们需要有非常好的实时性能。
与计算机不同,嵌入式计算机通常采用即时嵌入式操作系统,并且硬件和软件都经过了高度优化,因此嵌入式计算机的实时性能是非常好的。
2、可靠性高嵌入式计算机系统通常是在工业生产中使用,所以它们需要具有非常高的可靠性。
嵌入式计算机通常采用固态存储器和工业级的元器件和材料,这些都能够保证系统的高可靠性。
3、功耗低嵌入式计算机通常需要在一些资源有限的场合下使用,如便携设备、汽车等。
因此,它们需要具有非常低的功耗。
嵌入式处理器通常采用低功耗设计,并且还可以采用一些省电技术,如睡眠模式和场景感知技术等。
嵌入式系统的原理和应用
![嵌入式系统的原理和应用](https://img.taocdn.com/s3/m/9eee392f0a4e767f5acfa1c7aa00b52acfc79c8d.png)
嵌入式系统的原理和应用嵌入式系统是一种计算机系统,它通常是用于控制、监视、数据采集等特定目的的。
与个人计算机和服务器等通用计算机系统不同,嵌入式系统的硬件和软件被特别设计和优化,以适应其特定用途的要求。
本文将介绍嵌入式系统的工作原理和应用领域。
一、嵌入式系统的工作原理嵌入式系统通常由处理器、存储器、输入输出接口电路、外设模块等组成。
其核心是处理器,嵌入式系统所用的处理器性能越来越强大,从较老的8位、16位微控制器到现在的ARM Cortex-A 系列、RISC-V等高性能嵌入式处理器。
嵌入式系统可分为硬件和软件两个方面。
嵌入式硬件和通用计算机硬件类似,都由处理器、存储器、I/O模块等部件组成。
相比通用计算机硬件,嵌入式系统硬件的主要特征是小巧、低功耗,通常单板上能整合处理器、存储器、外设模块以及工业标准I/O接口。
嵌入式软件通常是裁剪优化过的,因为嵌入式系统的存储器容量有限,CPU速度也低于PC等通用计算机,所以软件需要更少的计算成本。
通常情况下,嵌入式软件是为相应硬件设计的,并通过编程语言(如C/C++)来进行编写。
嵌入式系统的软件基本上由一个实时操作系统(RTOS)和应用程序组成,RTOS通常是实时性高、稳定性好的嵌入式系统操作系统,常见的RTOS产品有uC/OS、FreeRTOS等。
嵌入式系统使用可升级的固件,这种固件是在嵌入式系统启动时加载到处理器的固定内存区域。
由于它是硬件的一部分,因此它对CPU运行的速度、可靠性和稳定性都有重要影响。
固件可以像软件一样升级,因此在需要升级时,制造商可以通过远程升级(OTA)来即时更新固件软件。
二、嵌入式系统的应用领域近年来,嵌入式系统在各种领域广泛应用,包括飞行器、工业控制、医疗设备、智能家居、汽车电子、IoT等等。
下面简单介绍一些典型的应用领域。
1. 工业自动化嵌入式系统在工业控制、机器人、智能制造等领域得到广泛应用,可以实现工厂资产管理、自动化生产线、产品检测和数据采集等功能。
嵌入式知识点总结
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嵌入式知识点总结“理论是灰色的,生活之树常青”,只有将理论付诸于实践才能实现理论自身的价值,也只有将理论付诸于实践才能使理论得以检验。
同样,一个人的价值也是通过实践活动来实现的,也只有通过实践才能锻炼人的品质,彰现人的意志。
下面是XXXX为大家整理的关于嵌入式知识点总结,希望对您有所帮助。
欢迎大家阅读参考学习!嵌入式知识点总结1学习嵌入式是我的梦想,我很羡慕能够在嵌入式方面独档一面的高手,希望有一天我也能像他们那样自信自如的在嵌入式这片热土上挥洒着自己的青春和浪漫。
带着无比豪迈的心情和缤纷的梦想来到易嵌学习嵌入式,在新的老师、新的同学和新的环境中,我开始了我的嵌入式学习,开始了新一轮的拼搏。
在易嵌短暂的两个月,我们从linux基础入手,强化了c语言编程,学习了linux系统编程和网络编程。
时间虽短,但成长很快,无论是理论知识还是实践能力都得到了大幅度的提高。
在这里将理论和实践相结合,相互促进,相互补充,使得学习更加透彻。
通过用不同方法实现同一个项目,不断深入,层层推进,学以致用!在易嵌的这个暑假,我过得充实而快乐。
在这里有着同学间的探讨、师生间的互动和魔鬼般的训练!在我丰富多彩的人生路上留下了永远亮丽与难忘的记忆!实践报告正文:看着四年的大学生活就快要结束了,心中隐隐有一种伤感与失落,我陷入了沉思:该挺直腰杆走自己的路了!学习嵌入式是我的梦想,我很羡慕能够在嵌入式方面独档一面的高手,希望有一天我也能像他们那样自信自如的在嵌入式这片热土上挥洒着自己的青春和浪漫。
当我决定好好利用这个暑假,学习我一直都想去学的嵌入式的时候,就注定要在我丰富多彩的人生路上留下永远亮丽与难忘的记忆!算算毕业的时间,我已经闻到了离别的气息,在这即将远离大学时代的时刻,才真正懂得回眸的意义。
想想走过的路,想想现在的路,想想来时的路,不知道未来能否成功,既然选择了远方,就注定要风雨兼程!带着无比豪迈的心情和缤纷的梦想来到易嵌学习嵌入式,希望在这崭新的一页留下人生的美好!在新的老师、新的同学和新的环境中,我开始了我的嵌入式学习,开始了新一轮的拼搏。
嵌入式计算机
![嵌入式计算机](https://img.taocdn.com/s3/m/b76a2127cd7931b765ce0508763231126edb7718.png)
嵌入式计算机一、前言嵌入式计算机,顾名思义是嵌入到其他的设备和系统中,成为一个不可或缺的重要组成部分。
通过对嵌入式计算机的了解和应用,可以实现对各类物联网设备的控制、监控以及自动化运行等功能,有着非常重要的应用价值。
本文将分别介绍嵌入式计算机的概念、特点、应用以及未来发展趋势等内容。
同时,也会对国内外几种主流的嵌入式计算机做简要的介绍和分析。
二、嵌入式计算机的概念嵌入式计算机是一种专为某种特定应用领域而设计的计算机系统,通常被称为嵌入式系统。
它不同于通用计算机,不具备用户可编程的特点,而是被预先设计好了某种特定的应用程序,按照特定的规则和标准进行操作。
嵌入式系统常常用于各种小型化的电子设备和智能控制系统中,如汽车、家用电器、手机、智能穿戴设备等等。
它们一般用于完成一些简单的、固定的任务,如嵌入式标准化数据处理、高速网络通信、嵌入式安全等工作。
相比于传统的计算机,它们在体积、功耗和成本上有着巨大的优势。
三、嵌入式计算机的特点1. 高度定制化嵌入式计算机的应用往往是非常具体的,要求反应速度快、资源占用少、功耗低等特点,因此嵌入式计算机必须根据应用的要求开发和定制,不同的应用有不同的定制需求。
2. 功耗低嵌入式计算机面向的应用场景,往往需要在有限的电源提供下完成任务,因此功耗低是其一个很大的特点。
3. 低成本嵌入式计算机在设计上趋向于简单、成本方面也应该足够低廉,因此大量采用的是被大规模生产的标准组件,降低了成本。
4. 小型化、集成化作为集成了控制、计算、通信等多种科技的嵌入式计算机,它体积较小,集成度高,能够满足各种特定的应用需求,灵活处理各种复杂的数据,拥有着高效的处理技术和优秀的嵌入式软件技术支持,有助于高效运行,从而满足不同用户的需求。
四、嵌入式计算机的应用领域嵌入式计算机应用广泛,从微型计算机到大型系统,从工业控制到传媒娱乐。
现在,智能家居、智能医疗、智能城市、智能电网、智能制造等应用领域都有大量的嵌入式计算机的应用。
嵌入式浮点计算
![嵌入式浮点计算](https://img.taocdn.com/s3/m/62640a015627a5e9856a561252d380eb62942337.png)
嵌入式浮点计算嵌入式浮点计算是指在嵌入式系统中使用浮点数进行数值计算的过程。
嵌入式系统是指被嵌入到其他设备或系统中的计算机系统,通常具有有限的计算资源和存储空间。
浮点计算则是指基于科学计数法表示实数的一种计算方法。
在嵌入式系统中,使用浮点计算可以进行更精确和复杂的数值计算,涵盖了从简单的加减乘除运算到复杂的三角函数和指数函数等。
而且,浮点计算还可以处理大范围的数值,包括很小和很大的数值,这在某些应用中非常重要。
嵌入式浮点计算的实现通常需要一个浮点处理器(FPU)或者使用软件模拟的方式进行。
FPU是一种专门用于执行浮点计算的硬件组件,可以加速浮点计算的速度和精度。
而软件模拟则是通过软件算法来模拟实现浮点计算,虽然速度较慢,但在一些资源受限的嵌入式系统中仍然是常见的方式。
在嵌入式系统中进行浮点计算时,需要注意一些问题以确保计算的准确性和效率。
首先,由于浮点数的精度有限,可能会出现舍入误差。
这需要根据具体的应用需求来选择合适的浮点数位数,以尽量减小误差。
其次,浮点计算的速度相对于整数计算较慢,需要在设计和实现中考虑到这一点。
可以通过优化算法、减少不必要的计算和利用并行计算等方法来提高计算效率。
除了基本的浮点计算,嵌入式系统中还可以使用浮点计算来实现一些高级功能。
例如,可以利用浮点计算来进行信号处理、图像处理、物理模拟等复杂的计算任务。
这些任务通常需要高精度和高速度的计算,而嵌入式浮点计算正是满足这些需求的一种方法。
嵌入式浮点计算的应用领域非常广泛。
例如,无人机和机器人的导航和控制、视频编解码、音频处理、虚拟现实等都需要使用浮点计算来实现。
此外,嵌入式浮点计算还可以用于科学研究、工程设计、金融分析等领域,为这些领域提供更精确和高效的计算工具。
嵌入式浮点计算是嵌入式系统中进行复杂数值计算的重要方法。
它通过使用浮点数来表示和计算实数,可以实现更高精度和更复杂的计算任务。
在嵌入式系统设计中,需要根据具体应用需求选择合适的浮点数位数和计算方式,并注意计算的准确性和效率。
嵌入式可信计算技术要求与测评方法
![嵌入式可信计算技术要求与测评方法](https://img.taocdn.com/s3/m/feb63c69b5daa58da0116c175f0e7cd18425188a.png)
嵌入式可信计算技术要求与测评方法一、概述嵌入式可信计算技术是指通过硬件、软件和系统架构等手段,确保计算机系统的安全、可靠、可信赖和隐私保护的一种新型计算机技术。
随着信息安全日益受到重视,嵌入式可信计算技术逐渐成为人们关注的热点。
在本文中,我们将从嵌入式可信计算技术的要求与测评方法两个方面深入探讨,希望能够为读者提供全面、深刻的理解。
二、嵌入式可信计算技术的要求1. 安全性要求安全性是嵌入式可信计算技术最基本的要求之一。
在设计嵌入式系统时,必须考虑如何防范恶意攻击、数据泄露和信息篡改等安全威胁。
为了确保系统的安全性,需要采用可靠的身份识别技术、访问控制机制以及安全通信技术等手段。
2. 可靠性要求嵌入式系统通常被应用于一些关键领域,如金融、医疗和军事等,因此其可靠性要求非常高。
在设计嵌入式系统时,需要考虑硬件和软件的可靠性,以及系统的自诊断和容错能力。
还需要采用可靠的数据存储和传输技术,以确保数据的完整性和保密性。
3. 可信赖性要求可信赖性是指系统在面对各种攻击和故障时能够保持良好的正常运行状态。
为了提高系统的可信赖性,需要采用多层次的安全防护机制,并建立完善的安全管理体系。
还需要对系统进行全面的安全测试和评估,以确保系统能够在各种恶劣环境下正常运行。
三、嵌入式可信计算技术的测评方法1. 安全性测评方法对于嵌入式系统的安全性测评,可以采用黑盒测试和白盒测试相结合的方式。
黑盒测试是指通过模拟攻击和渗透测试等手段,评估系统在实际运行中的安全性能。
而白盒测试是指通过对系统的源代码和算法进行分析,评估系统在设计和实现层面的安全性能。
还可以采用安全标准和认证评估等方法,对系统进行全面的安全性测评。
2. 可靠性测评方法对于嵌入式系统的可靠性测评,可以采用负载测试、压力测试和故障注入等手段,评估系统在不同负载和故障条件下的可靠性表现。
还可以采用模拟环境和仿真技术,对系统的可靠性进行全面的评估。
还可以采用故障树分析和可靠性建模等方法,揭示系统可靠性的内在机理。
嵌入式系统知识点总结
![嵌入式系统知识点总结](https://img.taocdn.com/s3/m/601dde5ca517866fb84ae45c3b3567ec102ddc0b.png)
嵌入式系统知识点总结1.什么是嵌入式系统?嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,采用可裁剪软硬件,适用于对功能、功耗、体积、大小可靠性等有严格要求的专用计算机系统。
2.嵌入式计算机系统同通用型计算机系统的区别?1)嵌入式系统通常是面向特定应用,而通用pc机则需要支持大量的、需求多样的应用程序2)嵌入式系统的软硬件必修高效的设计,量体裁衣、去除冗余,而通用pc对软硬件要求没有嵌入式系统那么高。
3)嵌入式系统为了提高速度和可靠性,一般将软件固化在芯片或者单片机中,而通用pc一般将软件放入存储器中。
4)嵌入式系统不具备自主开发能力,通用pc拥有强大的开发能力。
5)嵌入式系统是面向特定应用的,它的升级换代也与具体产品同步的进行。
3.嵌入式系统组成?嵌入式处理器、嵌入式外围设备、嵌入式应用软件、嵌入式操作系统。
4.ARM是什么?Arm(advanced RISC Machine)的三层含义:1)一个公司名称。
2)一种技术名称3)是一种微处理器的通称。
5.嵌入式处理器有哪些?MIPS、Power PC、SH处理器、ARM6.ARM处理器的特点有哪些?1)体积小、低功耗、成本低、性能高2)大量使用寄存器3)支持Thumb (16位)和ARM(32位)双指令集4)指令长度是固定的5)寻址方式灵活简单7.嵌入式处理器选择时考虑的主要因素?1)处理性能(如时钟频率、寄存器大小等)2)技术指标(外围设备、支持芯片等)3)功耗(特别是手持设备等消费类电子产品)4)软件支持工具5)是否内置调试工具6)供应商是否提供评估板8.ARM-XScale-PXA270三者之间的区别于联系?ARM是一种微处理器的通称;XScale处理器是基于ARMv5TE体系结构的解决方案,是一款高性能、高性价比、低功耗的处理器;PXA270则是采用Xscale内核(微结构体系框架),集成了许多常用的外围接口,是一款高性能、低功耗、功能强大的嵌入式应用处理器产品。
嵌入式软件收入计算方法
![嵌入式软件收入计算方法](https://img.taocdn.com/s3/m/67ba8d069a6648d7c1c708a1284ac850ad02049c.png)
嵌入式软件收入计算方法《聊聊嵌入式软件收入计算那点事儿》嘿,朋友们!今天咱来唠唠这个“嵌入式软件收入计算方法”。
这可真是个有点让人头疼又不得不重视的话题呀!咱就先说说这计算方法吧,那真像是一套奇妙的“组合拳”。
就感觉像是一个魔法盒子,你得搞清楚各种参数和规则才能把里面的宝贝——也就是收入,给算清楚。
有时候我就觉得,这计算方法就跟解一道超级复杂的谜题似的,得一层一层地剥开它的神秘面纱。
比如说,咱得先把各种成本给扣除了,这像是给一大块蛋糕切去不那么美味的部分。
啥硬件成本、研发成本啊,都得一一算清楚。
然后呢,再看看软件卖出去能挣多少。
这里面还有各种弯弯绕绕,比如不同版本的软件价格可能不一样,卖给不同客户的价格也可能有差别。
有时候我就在想,这嵌入式软件收入计算方法简直就是个调皮的小精灵,总是在我不经意间跳出来捣乱。
一会儿这里多个费用,一会儿那里少算个收入,真是让人哭笑不得。
记得有一次,我算半天终于算出个结果,结果拿去一核对,嘿,居然少算了一项重要的收入!当时我那个心情啊,真像是被雷劈了一样。
然后又得重头再来,那感觉就像在迷宫里转了一大圈又回到了起点。
不过呢,咱也不能光抱怨。
这计算方法虽然有点麻烦,但它也是有好处的呀。
它能让我们清楚地知道自己挣了多少,哪些地方还能改进,怎么能挣更多的钱。
就像是一个指南针,引领着我们在软件赚钱的道路上不至于迷失方向。
而且啊,随着经验的积累,我现在也算有点小窍门了。
每次计算的时候我就像个侦探一样,不放过任何一个细节,把那些成本和收入都理得清清楚楚。
虽然偶尔还是会出错,但至少已经不会像刚开始那样手忙脚乱啦。
总之呢,这嵌入式软件收入计算方法就像我们软件开发者的一个好朋友,虽然有时候会闹点小脾气,但只要我们用心对待它,它还是能给我们带来很大帮助的。
哈哈,希望我的这点感受和见解能让大家觉得有点意思,也希望大家都能算出满意的收入哟!。
嵌入式论文
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浅谈嵌入式系统的现状及发展前景摘要从嵌入式系统的含义、特点、开发平台及其工业特征出发,深入阐述了嵌入式计算机技术的发展现状,展望了嵌入式系统产业在我国的广阔发展前景景。
关键字嵌入式系统嵌入式微处理器嵌入式微控制器嵌入式微控制器嵌入式微控制器片上系统1.引言在现在日益信息化的社会中,计算机和网络已经全面渗透到日常生活的每一个角落。
对于我们每个人,需要的已经不再仅仅是那种放在桌上处理文档,进行工作管理和生产控制的计算机"机器";各种各样的新型嵌入式系统设备在应用数量上已经远远超过通用计算机,任何一个普通人可能拥有从大到小的各种使用嵌入式技术的电子产品,小到mp3,PDA等微型数字化产品,大到网络家电,智能家电,车载电子设备。
而在工业和服务领域中,使用嵌入式技术的数字机床,智能工具,工业机器人,服务机器人也将逐渐改变传统的工业和服务方式。
2.嵌入式系统介绍2 .1嵌入式系统的含义及分类嵌入式系统被定义为:以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物,这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。
2.2 嵌入式系统的分类目前嵌入式系统除了部分为32 位处理器外,大量存在的是8 位和16 位的嵌入式微控制器(MCU) ,嵌入式系统是计算机应用的另一种形态,正如前所述它与通用计算机应用不同:嵌入式计算机是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统之中的一种软硬件高度专业化的特定计算机系统。
目前根据其发展现状,嵌入式计算机可以分成下面几类:(1) 嵌入式微处理器(Embedded MicroprocessorUnit , EMPU)嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU。
在应用中,将微处理器装配在专门设计的电路板上,只保留和嵌入式应用有关的母板功能,这样可以大幅度减小系统体积和功耗。
嵌入式系统中常见的数据处理与算法设计
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嵌入式系统中常见的数据处理与算法设计嵌入式系统是一种集成了特定功能的计算机系统,通常在较小的硬件平台上运行。
这些系统广泛应用于各个领域,如消费电子产品、医疗设备、交通工具、智能家居等。
在嵌入式系统中,数据处理和算法设计是至关重要的组成部分,对系统的性能和功能起着关键作用。
以下是嵌入式系统中常见的数据处理与算法设计的一些例子。
1. 数字滤波器设计在许多嵌入式系统中,需要对传感器或其他输入信号进行滤波处理,以去除噪声或滤波频率范围之外的信号。
数字滤波器是一种常见的数据处理工具,可以通过算法设计实现。
常见的数字滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
算法设计所涉及的关键参数包括滤波器类型、滤波器阶数、截止频率等。
2. 实时数据处理在许多嵌入式系统中,需要对实时数据进行处理并作出相应的响应。
例如,在自动驾驶汽车中,需要实时处理传感器数据并作出相应的决策。
实时数据处理算法的设计需要考虑处理速度和准确性两个方面。
常见的实时数据处理算法包括运动检测、目标跟踪、姿态估计等。
3. 图像处理随着嵌入式系统越来越强大,图像处理在许多应用中扮演着重要角色。
图像处理算法旨在通过对图像进行各种操作来提取有用的信息。
例如,在安全监控系统中,需要通过图像处理算法来检测异常行为或识别人脸。
图像处理算法设计需要考虑处理速度和准确性,同时还需要兼顾存储和计算资源的限制。
4. 数据压缩在嵌入式系统中,存储和传输资源通常是有限的,因此数据压缩算法的设计尤为重要。
数据压缩算法可以将原始数据编码为较小的表示形式,从而节省存储空间和传输带宽。
常见的数据压缩算法包括无损压缩算法和有损压缩算法。
无损压缩算法能够确保原始数据的完整性,而有损压缩算法则可以在一定程度上牺牲数据的精度以换取更高的压缩比。
5. 控制算法设计嵌入式系统中的控制算法设计广泛应用于自动化系统和机器人系统中。
控制算法旨在监测和调整系统的状态以实现特定的目标。
嵌入式技术的基本原理与工作流程
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嵌入式技术的基本原理与工作流程嵌入式技术是指将计算机技术应用于各种日常生活中的电子设备和系统中。
它主要以芯片为核心,通过嵌入在各种设备和系统中的硬件和软件相结合,实现特定功能。
嵌入式技术已经广泛应用于智能手机、智能家居、汽车电子、医疗设备等领域,对于提高生活质量和工作效率起到了重要作用。
嵌入式技术的基本原理是通过集成电路和微处理器等硬件装置,将特定的软件程序嵌入到硬件中,使其具备特定的功能。
嵌入式系统通常由硬件、软件和操作系统三个部分组成。
其中,硬件部分包括中央处理器(CPU)、存储器、输入输出接口等;软件部分包括嵌入式系统的应用软件和驱动程序等;操作系统负责调度和管理硬件资源,并提供相应的服务。
嵌入式技术的工作流程一般包括需求分析、系统设计、软硬件开发、系统测试和部署等阶段,下面我将针对这些阶段逐一介绍。
首先是需求分析阶段。
在这个阶段,需求工程师通过与客户的沟通,了解用户的需求和系统功能要求,明确嵌入式系统所要实现的功能和性能。
接下来是系统设计阶段。
在这个阶段,系统设计师根据需求分析的结果,将系统划分为不同的模块,并设计各个模块之间的通信和数据传输方式。
同时,系统设计师还要确定硬件和软件的架构,并选择合适的处理器、存储器和外设等。
然后是软硬件开发阶段。
在这个阶段,硬件工程师负责根据系统设计的要求,设计并实现嵌入式系统的硬件电路。
软件工程师则负责根据系统设计的要求,进行软件的编写和开发,包括底层驱动程序的编写和上层应用程序的开发。
接着是系统测试阶段。
在这个阶段,测试工程师将对已经开发好的硬件和软件进行测试,验证系统的稳定性、功能完整性和性能指标是否符合要求。
测试人员需要设计测试用例,并对系统进行全面、详细的测试。
最后是系统部署阶段。
在这个阶段,已经经过测试验证的嵌入式系统将会被部署到实际的设备中,并进行实际应用。
这个过程可能涉及到系统的安装、调试以及用户培训等。
总结起来,嵌入式技术的基本原理是通过硬件和软件的结合实现特定功能,其工作流程包括需求分析、系统设计、软硬件开发、系统测试和部署等阶段。
嵌入式系统中的加密算法设计与实现
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嵌入式系统中的加密算法设计与实现嵌入式系统指的是将计算机程序嵌入到特定的硬件设备中,以实现特定的功能。
由于嵌入式系统的资源受限,因此在设计嵌入式系统时需要考虑算法的复杂度和效率。
在嵌入式系统中,加密算法设计和实现是一个必不可少的部分。
下面将介绍嵌入式系统中的加密算法设计和实现。
一、嵌入式系统加密算法的特点嵌入式系统的资源受限,因此在设计加密算法时需要考虑以下特点:1、加密算法需要占用较少的存储空间。
在嵌入式系统中,存储空间非常有限,因此加密算法需要设计成尽可能小的占用存储空间。
2、加密算法需要占用较少的计算资源。
在嵌入式系统中,CPU的处理能力非常有限,因此加密算法需要设计成能够在较短时间内完成加密操作。
3、加密算法需要具有较高的安全性。
嵌入式系统通常用于网络通信和数据存储,因此加密算法需要具有较高的安全性,以保障数据不被非法访问。
二、嵌入式系统中常用的加密算法1、对称加密算法对称加密算法是指使用同一把密钥进行加密和解密的加密算法。
在嵌入式系统中,常用的对称加密算法有DES、3DES和AES等。
这些算法都具有较高的加密效率和较强的安全性,在嵌入式系统中得到广泛应用。
2、非对称加密算法非对称加密算法是指使用一对密钥进行加密和解密的加密算法。
在嵌入式系统中,常用的非对称加密算法有RSA和ECC等。
由于非对称加密算法的计算复杂度较高,因此在嵌入式系统中使用较少。
3、哈希算法哈希算法是将任意长度的数据通过一个函数,生成一个固定长度的摘要信息。
在嵌入式系统中,常用的哈希算法有MD5、SHA1和SHA256等。
这些算法可以用于数据的完整性验证和数字签名。
三、嵌入式系统加密算法的实现在嵌入式系统中,加密算法的实现通常通过硬件加速和软件实现两种方式来实现。
1、硬件加速硬件加速是指通过专用硬件模块来实现加密算法。
在嵌入式系统中,常用的硬件加速模块有加密引擎和芯片安全模块等。
这些硬件模块可以大幅提高加密算法的效率和安全性。
嵌入式知识点总结
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1.什么是嵌入式系统?嵌入式系统是嵌入式计算机系统的简称,是一种嵌入在设备(或系统)内部的特定应用而设计开发的专用的计算机系统。
英国电气工程师协会(IEE)从应用角度定义嵌入式是“控制、监视或协助设备、机器、工厂运行的装置”。
从技术角度看,国内普遍认为:嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础。
软硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
2.嵌入式系统的特点:专用性、隐蔽性、资源受限、高可靠性、实时性、软件固化专用性:嵌入式系统与具体应用紧密结合,具有很强的专用性。
隐蔽性:嵌入式系统通常总是非计算机设备(系统)中的一部分,它们隐蔽在其内部,不为人知。
资源受限:嵌入式系统通常要求小型化、轻量化、低功耗及低成本。
高可靠性:嵌入式系统大多面向控制应用,系统的可靠性十分重要。
实时性:嵌入式系统广泛应用于过程控制、数据采集、通信传输等领域,承担着测量、报警、控制、调节等任务。
软件固化:嵌入式系统是一个软硬件高度结合的产物。
3.嵌入式系统的组成和分类:嵌入式系统的逻辑组成:嵌入式系统与通用计算机一样,也是由软件和硬件组成,硬件的主体由中央处理器和存储器组成。
它们通过输入/输出(I/O)接口和输入输出设备与外部世界联系,并借助总线相互连接,这些硬件连同嵌入式软件一起构成完整的嵌入式系统。
1)处理器能按照指令的要求高速度完成二进制数据算术和逻辑运算的部件称为“处理器”。
处理器又称为计算引擎,由运算器、控制器、寄存器、高速缓冲存储器等部件组成。
由于采用微米级的半导体加工工艺,人们又称为微处理器,目前所有的处理器都是微处理器。
有些嵌入式系统会包含多个处理器,它们各有其不同的任务,负责运行系统软件和应用软件的主处理器称为中央处理器(CPU),其余的都是协处理器,如数字信号处理器(DSP)、图形处理器、通信处理等嵌入式系统CPUCPU的子长有4位、8位、16位、32位、64位之分。
嵌入式系统设计中深度学习算法的应用研究
![嵌入式系统设计中深度学习算法的应用研究](https://img.taocdn.com/s3/m/72d68d358f9951e79b89680203d8ce2f006665b9.png)
嵌入式系统设计中深度学习算法的应用研究摘要:本篇文章主要探讨了嵌入式系统设计中深度学习算法的应用研究。
嵌入式系统是一种特殊的计算机系统,通常被用于自动化、物联网以及智能设备等领域。
随着深度学习算法的快速发展,越来越多的嵌入式系统开始利用深度学习算法来进行智能化的决策和分析。
本文介绍了嵌入式系统和深度学习算法的基本概念,并探讨了深度学习算法在嵌入式系统设计中的应用案例和挑战。
最后,本文提出了一些建议,以促进深度学习在嵌入式系统设计中的应用发展。
1. 引言嵌入式系统是一种特殊的计算机系统,通常使用用于自动化、物联网、智能设备等领域。
相比于传统计算机系统,嵌入式系统通常具有较小的体积、较低的功耗和较高的可靠性要求。
而深度学习算法是当今人工智能领域取得巨大成功的一个分支,能够学习和模仿人类的大脑模式,对大量数据进行自动化处理和分析。
深度学习算法在语音识别、图像分类、自然语言处理等领域取得了重大突破。
2. 嵌入式系统与深度学习算法嵌入式系统设计需要考虑多种因素,包括功耗、计算能力、存储能力和实时性等。
深度学习算法在传统计算机系统上的应用已经取得了很多成功案例,但是在嵌入式系统设计中的应用面临一些挑战。
其中一个挑战是深度学习算法对计算资源的要求较高,而嵌入式系统的计算资源通常比较有限。
为了解决这个问题,研究人员正在探索如何将深度学习模型进行压缩和量化,以适应嵌入式系统的资源限制。
另一个挑战是实时性要求。
嵌入式系统通常要求在有限的时间内做出决策和响应。
然而,深度学习算法常常需要大量的计算时间,导致人们将其称之为“计算密集型”任务。
因此,在嵌入式系统中应用深度学习算法需要考虑如何通过算法优化和硬件加速等方式提高实时性能。
3. 深度学习在嵌入式系统设计中的应用案例尽管深度学习在嵌入式系统设计中面临一些挑战,但已经有许多成功的应用案例。
一个典型的应用案例是智能安防系统。
嵌入式系统可以通过深度学习算法对图像进行实时的目标检测和识别,从而实现智能监控和报警。
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计算机概论课论文浅谈嵌入式计算摘要:本文综述了嵌入式系统的概念、构成、特点及优点,嵌入式系统的应用,并论述了大数据时代下嵌入式系统的发展趋势与面临的新挑战。
关键词:嵌入式计算嵌入式系统定义应用模式应用实例嵌入式系统可信平台模块移动数据库0.引言伴随着时代的进步,计算机以及计算机技术已经大量的运用到我们的生活之中,各行各业对于计算机的计算以及处理能力也有了更高的要求,随之而来的就是现代计算机的技术革新,而大量广泛使用的嵌入式计算机便是其中的一种。
科学技术的高速发展,便捷高效也显得越来越为重要,对于设备的要求而言,使用者们逐渐倾向于外型美观、操作简便、使用价值高、实时性更高的发展方向,嵌入式系统应运而生。
作为嵌入式计算的核心,嵌入式系统的研发以及改进也越发显得重要。
随着以计算机和软件为核心的数字化技术的迅速发展,多媒体技术与互联网的应用迅速普及。
计算机﹑通讯﹑消费电子一体化的趋势日趋明显。
作为新型智能3C 合一的嵌入式系统与技术进入智能化﹑网络化的发展阶段。
目前, 嵌入式系统在工业、农业、家庭等各个领域中的应用已越来越广。
嵌入式系统具有非常广阔的应用领域,是现代计算机技术改造传统产业、提升许多领域技术水平的有力工具。
但随着后PC时代的来领,一个属于“大数据”的时代局面已经打开,这也就意味着嵌入式计算面临的新的挑战,我们需要新的解决方案来应对这一趋势,并在科技发展的大潮流之中推广并提升嵌入式计算。
1.嵌入式系统的基本概念1.1.嵌入式系统的定义IEEE 曾经对嵌入式系统的定义是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”,这主要是从应用对象上加以定义,涵盖了软硬件及辅助机械设备。
目前国内普遍认同的嵌入式系统的定义是“嵌入式系统是将计算机嵌入某个应用系统内的一种计算机体系结构形式”,简单来说,嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件能灵活变化以适应所嵌入的应用系统,对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。
嵌入式系统定义的诞生,是为了区别原有的通用计算机系统,给在微型机时代诞生的“把嵌入到对象体系中、实现对象体系智能化控制”的计算机所下的一个定义。
计算机在其诞生的30年的发展历程中,一直作为庞大而昂贵的设备,直到超大规模集成电路技术的出现和发展时期,以微处理器为核心的微型计算机出现之后,才使计算机有了历史性的转变。
以小型、廉价、可靠性高而著称的微型计算机引起了计算机业内人士的高度兴趣,他们要求把这种微型机嵌入到一个对象体系之中,实现智能化控制。
这样一来,所形成的能够实现智能化控制的计算机便有别于普遍意义上的通用计算机,为了进行区分,便将这种新型计算机体系形式命名为“嵌入式系统”。
嵌入式系统的嵌入性本质是将一个计算机嵌入到一个对象体系中去。
由于嵌入式系统要嵌入到对象体系中,实现的是对象的智能化控制,因此,它有着与通用计算机系统完全不同的技术要求与技术发展方向,它是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各行业的具体运用相结合的产物。
1.2.嵌入式系统的构成嵌入式系统主要由负责计算的核心部分(即嵌入式计算)以及其他外部设备构成。
外部设备通常是嵌入式计算机需要控制和管理的对象,在具体的应用中有千变万化的组合,在此不做多余介绍,本文主要介绍的是嵌入式计算模块的构成。
1.2.1 嵌入式硬件(1)嵌入式处理器嵌入式微处理器是嵌入式系统的核心组成部分,其作用相当于系统的大脑,目前常用的嵌入式微处理器包括通用微处理器/微控处理器(MPU/MCU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)和可编程逻辑门阵列(FPGA)等。
由于嵌入式设备的处理器必须高度紧凑、低功耗、低成本,针对每一类应用来说,开发者对处理器选择都是多种多样的,设计者在选择处理器是要考虑的主要因素如下:∙调查市场上已有的CPU供应商∙处理器的处理速度∙处理器的功耗∙技术指标∙处理器的支持工具∙处理器供应商是否提供评估板(2)存储器存储器是构成嵌入式系统硬件的重要组成部分,它主要用于存储程序指令、数据以及其他重要的系统配置细节,是嵌入式计算机系统中的记忆设备。
在嵌入式系统中使用的存储器可以是内部存储器,如随机存储单元RAM、只读存储单元ROM等,也可以是外部存储器,如闪存Flash Memory、硬盘等。
(3)输入/输出设备输入/输出设备常用于系统与外界交互,一个嵌入式应用系统要实现它的功能,必须与外界对象进行沟通,当外界环境或者变量发生变化时,连接到嵌入式系统的传感器就能够感知检测这种变化,然后根据相应计算策略修改或控制变量并执行预定的操作。
1.2.2 嵌入式软件为了配合嵌入式硬件,并且达到应用时对于设备的需求,嵌入式软件应运而生。
一般来说嵌入式系统的软件采取两种形式,一种是不需要操作系统的应用软件,另一种是以嵌入式操作系统为主的系统软件。
应用软件是指用于实现嵌入式系统所需特定功能的程序,是嵌入式系统针对特定的实际专业领域、基于相应的嵌入式硬件平台、并能完成用户预期任务的计算机软件;嵌入式操作系统在高要求下,能够合理利用系统有限资源、实现对系统众多任务有效调度的。
随着嵌入式系统复杂程度的提高,嵌入式操作系统已经成为嵌入式系统中最重要的组成部分,应用软件也都建立在其基础之上。
2.嵌入式系统的特点1.可裁剪性。
支持开放性和可伸缩性的体系结构。
2.强实时性,需要对外部事件迅速作出反应的能力。
嵌入式操作系统实时性一般较强,可用于各种设备控制中。
3.强稳定性,弱交互性。
嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起,它的升级换代也是和具体产品同步进行,因此嵌入式系统产品一旦进入市场,具有较长的生命周期,嵌入式系统一旦开始运行就不需要用户过多的干预,大多需要长期连续运行,这就要负责系统管理的嵌入式操作系统具有较强的稳定性和较高的可靠性;嵌入式操作系统的用户接口一般不提供操作命令,它通过系统的调用命令向用户程序提供服务。
4.操作方便、简单、提供友好的图形GUI和图形界面,追求易学易用。
3.嵌入式系统的应用3.1嵌入式系统的应用模式发展至现今的嵌入式系统的特点决定了它是多学科的交叉点,既需要计算机领域的专业人员从软件技术、工程应用等方面进行深层次的开发研究,也需要传统电子领域的人员从电路特性、外围电路设计等方面对已有的嵌入式系统进行进一步的提升。
1.客观形成的两种模式从嵌入式系统的发展历程来看,客观上形成了两种应用模式:电子系统设计模式与计算机应用设计模式。
起源于微型机时代的嵌入式计算机,与通用计算机不同,仅仅只提供基本的算术运算功能。
当嵌入式计算机进入独立发展的单片机时代之后,便以器件形态迅速转入了传统电子技术领域中。
当时对其进行研究开发的人员大多是电子应用工程师,计算机专业队伍的人员并没有真正进入其应用领域,所以早期对嵌入式计算机的研发方向是将嵌入式计算机实现电子智能化,即所谓的电子系统设计模式。
这种应用模式最重要的特点是:缺少计算机工程设计方法;软、硬件的底层型以及结合的随意性;对象系统专业技术的密切相关性。
但随着后pc时代的到来,网络、通信技术得以发展,用户对于嵌入式系统的要求不仅仅局限于简单的电子化智能操作,更多的面向于数据化、智能化,并要求将网络与通信技术应用到其中;同时,嵌入式系统软、硬件技术有了很大的提升,为计算机专业人士介入嵌入式系统应用开辟了广阔天地。
计算机专业人士的介入,形成的计算机应用设计模式带有明显的计算机的工程应用特点,即基于嵌入式系统软、硬件平台,以网络、通信为主的非嵌入式底层应用。
2.两种应用模式的并存与互补由于嵌入式系统最大、最广、最底层的应用是传统电子技术领域的智能化改造,因此,以通晓对象专业的电子技术队伍为主,用最少的嵌入式系统软、硬件开销,带有浓重的电子系统设计色彩的电子系统应用模式会长期存在下去。
另外,随着对于嵌入式系统要求的提高,计算机专业人士会愈来愈多地介入嵌入式系统应用,但由于对象专业知识的隔阂,其应用领域会集中在网络、通信、多媒体、商务电子等计算机工程方面。
计算机专业人员不可能替代原来电子工程师在控制、仪器仪表、机械电子等方面的嵌入式应用,电子工程师也不可能替代计算机专业人员在软件技术、工程应用等方面提升嵌入式系统的作用。
因此,客观存在的两种应用模式会长期并存下去,在不同的领域中相互补充。
电子系统设计模式应从计算机应用设计模式中,学习计算机工程方法和嵌入式系统软件技术,从而进一步研究怎样创造更适合于开发软件的硬件结构与更为人性化、智能化的外围设备;计算机应用设计模式应从电子系统设计模式中,了解嵌入式系统应用的电路系统特性、基本的外围电路设计方法和对象系统的基本要求等,从而更好地做到软件与硬件结构的优化结合。
3.2嵌入式系统的应用情况1.嵌入式系统的应用领域嵌入式系统是当前最热门IT应用领域之一,消费电子、智能家电、网络设备、医疗仪器、航天设备、工业控制以及计算机系统等都是嵌入式系统可进行应用的领域,由此可以看出嵌入式系统强大的应用能力。
2.嵌入式系统的应用实例(1)嵌入式移动数据库所谓的移动数据库是支持移动计算的数据库,有两层含义:一是用户在移动的过程中可以联机访问数据库资源;二是用户可以带着数据库移动。
典型的应用场合有在开着的救护车上查询最近的医院。
该系统由前台移动终端、后台同步服务器组成,移动终端上有嵌入式实时操作系统和嵌入式数据库。
(2)嵌入式系统在智能家居网络中的应用智能家居网络( E-Home) 指在一个家居中建立一个通信网络,为家庭信息提供必要的通路;在家庭网络操作系统的控制下,通过相应的硬件和执行机构,实现对所有家庭网络上家电和设备的控制和监测。
其网络结构的组成必然有家庭网关。
家庭网关主要实现控制网络和信息网络的信号综合并与外界接口,以便作远程控制和信息交换。
不论是网关,还是各家电上的控制模块,都需有嵌入式操作系统。
这些操作系统必须具有内嵌式、实时性好、多用户的特点。
(3)基于小范围无线通信协议的嵌入式产品以蓝牙为代表的小范围无线接入协议与嵌入式系统的结合,必将推动嵌人式系统的广泛应用。
近来,基于这些协议的嵌入式产品层出不穷,包括各种电话系统、无线公文包、各类数字电子设备以及在电子商务中的应用。
这些产品以其微型化和低成本的特点,为它们在家庭和办公室自动化、电子商务、工业控制、智能化建筑物和各种特殊场合的应用开辟了广阔的前景。
4.嵌入式系统的发展趋势1.功能更加强大的嵌入式硬件、硬件开发工具以及开发软件嵌入式系统技术水平的提升要求嵌入式系统厂商不仅要提供技术水平更高的嵌入式硬件,还要提供功能更加强大的硬件开发工具和软件包。
大部分嵌入式开发人员选用的软件开发模式是先pc机上编写软件,再进行软件的移植工作,这就需要开发人员在pc机上编写软件时,注意软件的可移植性,选用具有较高移植性的编程语言(如C语言),尽量少调用操作系统函数,注意屏蔽不同硬件平台带来的字节顺序、字节对齐、位段的空间分配方向以及代码优化问题。