鄧曉航

摘 要 隨著嵌入式系統(tǒng)的廣泛使用，人們對(duì)于嵌入式系統(tǒng)也進(jìn)行了范圍更廣，應(yīng)用更具體的研究，本文將根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，從嵌入式處理器和嵌入式操作系統(tǒng)兩個(gè)方面對(duì)于嵌入式軟件的進(jìn)行一系列有針對(duì)性的分析，希望為我們嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)研究能起到一定的作用。

關(guān)鍵詞 嵌入式系統(tǒng) 微內(nèi)核 內(nèi)存管理單元

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著中國的數(shù)字信息的快速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)程序的持續(xù)發(fā)展也更加開放和更加廣泛，它甚至已經(jīng)深入人們的生活，被利用于設(shè)計(jì)軍人，工程，研究和其他領(lǐng)域，可以說進(jìn)入了人們的生活和工作的各個(gè)方面，并已成為人類活動(dòng)密不可分的伙伴。最傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)控制的程序要控制外部，可以是簡(jiǎn)單的請(qǐng)求，但不是實(shí)際的操作系統(tǒng)，這就是傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的最大的缺點(diǎn)。后來，由于C語言在操作應(yīng)用程序的開發(fā)，嵌入式系統(tǒng)也開始涉足操作系統(tǒng)，最好的例子就是Windows CE，而且由于其具有相對(duì)較低的成本和不錯(cuò)的網(wǎng)絡(luò)功能，因此在現(xiàn)代信息技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用范圍。

1 嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 嵌入式開發(fā)技術(shù)

主機(jī)和目標(biāo)機(jī)器的作用點(diǎn)在嵌入式開發(fā)過程中是不同的：主機(jī)進(jìn)行編譯，鏈接，并解決計(jì)算機(jī)運(yùn)行過程中的問題，而目標(biāo)機(jī)器就是運(yùn)行嵌入式軟件的硬件平臺(tái)。主機(jī)必須先將應(yīng)用程序轉(zhuǎn)換為可以運(yùn)行在目標(biāo)機(jī)器上的二進(jìn)制代碼。這個(gè)過程包括三個(gè)步驟：編譯、鏈接、處理。所謂翻譯就是指一個(gè)交叉編譯器實(shí)現(xiàn)的編譯過程。也就是利用交叉編譯器將運(yùn)行的電腦平臺(tái)轉(zhuǎn)換至另一個(gè)平臺(tái)在通過編譯器時(shí)生成的代碼。常用工具是交叉編譯器和嘴閃光燈UC/C ++（GCC）。在編纂過程中所產(chǎn)生的所有目標(biāo)文件都會(huì)鏈接到一個(gè)對(duì)象文件，這個(gè)過程被稱為連接。而在尋址物理內(nèi)存地址的過程中，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將被分配給每個(gè)目標(biāo)的文件相對(duì)偏移。該過程生成的文件，就是可以執(zhí)行對(duì)嵌入式平臺(tái)的二進(jìn)制文件。

嵌入式開發(fā)過程中的第二個(gè)重要階段是在目標(biāo)機(jī)器上調(diào)試應(yīng)用程序，嵌入式調(diào)試通常運(yùn)用交叉調(diào)試器，通常設(shè)置成一個(gè)目標(biāo)機(jī)調(diào)試模式，他們是利用電纜或直接以太網(wǎng)或串行端口BDM電纜連接。在進(jìn)行任務(wù)級(jí)調(diào)試，源級(jí)和匯編級(jí)的調(diào)試時(shí)候，都需要將在主機(jī)上的應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)的內(nèi)核下載保存至目標(biāo)機(jī)的RAM或直接轉(zhuǎn)換成目標(biāo)機(jī)器的ROM。目標(biāo)監(jiān)控調(diào)試器就是主機(jī)在目標(biāo)機(jī)器上運(yùn)行的用來控制應(yīng)用程序的代理（DebuggerAgent） ，前者被固定在目標(biāo)機(jī)器的內(nèi)存或者ROM，在目標(biāo)機(jī)器上電后能夠自動(dòng)啟動(dòng)，并等待主機(jī)端的調(diào)試器發(fā)送命令，并與應(yīng)用程序調(diào)試器下載完成后，自動(dòng)運(yùn)行調(diào)試功能，將目標(biāo)機(jī)基本的調(diào)試信息反饋到主機(jī)。

1.2 嵌入式系統(tǒng)的軟件移植技術(shù)

1.2.1 字節(jié)順序

一般可以分為大小端字節(jié)順序，無論是大字節(jié)順序還是小字節(jié)順序，它們代表的主要是冗余的數(shù)據(jù)在程序的存放順序。低字節(jié)，高地址字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中，是小字節(jié)順序。而數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中，以低地址高字節(jié)順序就稱為大字節(jié)順序。根據(jù)PC字節(jié)在不同平臺(tái)的順序不同，也會(huì)有些改變的存儲(chǔ)順序。

1.2.2 字節(jié)對(duì)齊

在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程中，我們需要字節(jié)對(duì)齊，這是一個(gè)大問題。我們經(jīng)常使用的字節(jié)對(duì)齊的方法有很多，例如在GCC編譯器和makefile添加ACK結(jié)構(gòu)，這種辦法可以有效地解決文章結(jié)構(gòu)的空隙，但由這種方法引起的轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤，是不能夠解決的錯(cuò)誤。那么為了有效提高軟件的可移植性和互操作性，我們決定在同一個(gè)地方，同時(shí)安裝閉幕包拆包功能，添加一組發(fā)送報(bào)文的功能的數(shù)據(jù)包，這樣就可以輕松有效地解決字節(jié)序列比對(duì)問題。

1.2.3 位段

在嵌入式系統(tǒng)硬件平臺(tái)的開發(fā)過程中需要確定和分配空間段，而位段分配大多是由右至左，但有的特殊的卻是由左到右，因?yàn)椴煌瑪?shù)據(jù)就導(dǎo)致比特分配序列段訪問錯(cuò)誤。為了解決這個(gè)問題，你必須使用條件編譯的方式來編譯，這取決于不同的平臺(tái)上的定義位段的順序。

1.2.4 代碼優(yōu)化

由于嵌入式軟件的固有特性，它有一個(gè)對(duì)軟件具有非常高品質(zhì)的要求，因此在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程中需要非常重要的代碼優(yōu)化，通過優(yōu)化的代碼就能夠很好地提高代碼工作效率，使代碼更小。

2 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用探討

2.1 人機(jī)對(duì)話

我們的手機(jī)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，甚至一些兒童玩具也可以。如一些玩具可以被輸入我們的聲音，通過他們的控制來調(diào)用它。一些智能手機(jī)也可以通過簡(jiǎn)單地喊他們的名字就可以自動(dòng)撥打?qū)Ψ降碾娫?，這主要是由于語音相關(guān)技術(shù)通過嵌入式語音芯片在嵌入式操作系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了人與機(jī)器之間的對(duì)話，也使科技變得更加人性化。

2.2 多媒體網(wǎng)關(guān)

從南京東路移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有限公司開發(fā)的多媒體網(wǎng)關(guān)，通過藍(lán)牙設(shè)備之間的信息傳輸，使家庭的每個(gè)設(shè)備都可以連接在一起，共同使用于固網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)和其他網(wǎng)絡(luò)之間。這是什么，這就是流行在今天的家庭網(wǎng)絡(luò)，可以通過網(wǎng)絡(luò)交換信息，這使我們的家庭交流更方便，其工作原理是在操作系統(tǒng)的控制下，使用本機(jī)的硬件設(shè)備和各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)于歸屬網(wǎng)絡(luò)中的個(gè)別設(shè)備進(jìn)行控制和檢查活動(dòng)。

2.3 移動(dòng)數(shù)據(jù)庫

中國人正在開發(fā)自己的移動(dòng)數(shù)據(jù)庫，主要是通過嵌入式系統(tǒng)，使得移動(dòng)終端可以同步服務(wù)器，數(shù)據(jù)將被帶入到上述移動(dòng)終端，使得它可以在一定的時(shí)間內(nèi)訪問相關(guān)的資源數(shù)據(jù)庫，也可以移動(dòng)數(shù)據(jù)庫，例如，病人在救護(hù)車上搶救的過程中，醫(yī)務(wù)人員可以在汽車上查詢附近的醫(yī)院。

總之，在快速發(fā)展、科技日新月異的今天，嵌入式產(chǎn)品將會(huì)有更加廣泛的應(yīng)用。我們相信，只要發(fā)現(xiàn)嵌入式產(chǎn)品的發(fā)展規(guī)律，就可以滿足市場(chǎng)的需求，而我們也將能夠開發(fā)出越來越多越來越好的嵌入式產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

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