周宏洋

摘 要 現(xiàn)階段計算機技術(shù)快速發(fā)展，更新?lián)Q代速度不斷加快。計算機操作系統(tǒng)執(zhí)行程序代碼時不能直接調(diào)控控制設(shè)備，需要配合其他輔助系統(tǒng)完成調(diào)試，計算機嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)就可以滿足這個條件，實現(xiàn)自動化控制。有鑒于此，本研究中筆者以計算機嵌入式系統(tǒng)開發(fā)為切入點，分析與之相關(guān)的核心技術(shù)，提高計算機系統(tǒng)運行效率。

關(guān)鍵詞 嵌入式系統(tǒng) 核心技術(shù) 分析

一、引言

計算機核心技術(shù)高速發(fā)展，不斷出現(xiàn)各式各樣連接計算機系統(tǒng)的控制設(shè)備。嵌入式系統(tǒng)開發(fā)可以在維持操作系統(tǒng)運行的情況下進行控制，還可以通過其他設(shè)備實現(xiàn)自動化控制，本文就此展開相關(guān)論述。

二、嵌入式系統(tǒng)概述

嵌入式系統(tǒng)是一種可以完全嵌入控制件內(nèi)部的計算機系統(tǒng)，本身為滿足特定應(yīng)用功能設(shè)計的系統(tǒng)?，F(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與計算機技術(shù)迅速普及，促進嵌入式系統(tǒng)的進步完善，在很多行業(yè)中發(fā)揮著重要作用。近些年互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展，直接將嵌入式系統(tǒng)推動到新的高度，對其功能提出更高的要求，造成設(shè)計與開發(fā)難度增大，有必要做好相關(guān)研究工作。本文中筆者主要分析嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計方法及應(yīng)用。

嵌入式系統(tǒng)依托應(yīng)用，借助計算機技術(shù)，通過可以隨意裁剪的軟硬件，滿足有著嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)。在滿足用戶需求的基礎(chǔ)上，該系統(tǒng)也表現(xiàn)出成本低、體積小等優(yōu)勢。首先鮮明的個性化特點，在此之前計算機設(shè)備控制系統(tǒng)大多采用“通用型”，這種系統(tǒng)可以滿足所有用戶群體，本身不存在什么區(qū)別。但隨著計算機進步及應(yīng)用廣泛，很多時候通用型系統(tǒng)不能滿足一些相對苛刻的條件，而嵌入式系統(tǒng)憑借自身優(yōu)勢在各行各業(yè)中得到廣泛應(yīng)用；其次嵌入式系統(tǒng)高度整合多項學(xué)科技術(shù)，可以滿足計算機多功能需求；再次嵌入式系統(tǒng)與其他系統(tǒng)不同，本身由多重復(fù)雜結(jié)構(gòu)元件構(gòu)成，簡單模式的組合處理，借助模塊處理系統(tǒng)專業(yè)解讀系統(tǒng)內(nèi)部，將微型處理器加入到部分系統(tǒng)元件內(nèi)，實現(xiàn)一定程度的自動化處理；最后就是本身的長期性，借助智能化的數(shù)據(jù)分析與處理技術(shù)，依托用戶真實性體驗完成，同時具有一定的自主選擇性，這表明該系統(tǒng)有著更加廣闊的應(yīng)用前景。

三、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)分析

（一）開發(fā)過程分析

開發(fā)嵌入式過程中有著角色之分，分為宿主機與目標(biāo)機，前者指的是執(zhí)行編譯、鏈接與定址過程的計算機，后者則是運行嵌入式軟件的硬件平臺。第一步轉(zhuǎn)化應(yīng)用程序，將其變成可以在目標(biāo)機上運行的二進制代碼。整個過程分成編譯、鏈接與定址。交叉編譯器完成整個編譯過程，交叉編譯器借助計算機采集代碼平臺發(fā)射的代碼并完成翻譯處理，較常用的編譯器為GNUC/C++。編譯將目標(biāo)文化轉(zhuǎn)成可以供選擇的數(shù)據(jù)文件類型，通過數(shù)據(jù)顯在鏈接完成數(shù)據(jù)處理；定制過程則是通過物理形式的存儲器在固定數(shù)據(jù)庫中記錄數(shù)據(jù)地址，將數(shù)據(jù)目標(biāo)文件發(fā)送給制定用戶群體，保證文件傳輸安全。在嵌入式平臺上完成整個數(shù)據(jù)傳輸與存儲，主要為二進制文件。此外開發(fā)嵌入式文件時目標(biāo)機要轉(zhuǎn)載目標(biāo)，運轉(zhuǎn)相應(yīng)的開發(fā)程序指令。

（二）處理平臺數(shù)據(jù)

開發(fā)大軟件時通常在PC機上進行軟件編寫，完成后進行移植軟件工作。軟件編寫時注意系統(tǒng)軟件的可移植程度，如果可移植度高意味著可采用變成語言轉(zhuǎn)化，實際中盡量減少設(shè)置系統(tǒng)函數(shù)，同時屏蔽通用硬件平臺帶來的字節(jié)順序?？紤]X86平臺的PC機屬于小端字節(jié)序，但嵌入式平臺則是大端，因為對于1字節(jié)的數(shù)據(jù)應(yīng)該變換存儲順序才能在嵌入式平臺上使用。

四、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)集成電路技術(shù)的應(yīng)用

集成電路指的是采用半導(dǎo)體操作工藝，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)電子元器件的相關(guān)鏈接使用問題可以利用IC技術(shù)有效解決，充分滿足用戶需求，促進專用計算機系統(tǒng)安全性能的提高。一般可以將其分成三類，筆者一一進行分析。

（一）全定制技術(shù)要點

全定制IC技術(shù)主要依據(jù)制定嵌入式系統(tǒng)的數(shù)字實現(xiàn)各層優(yōu)化，技術(shù)設(shè)計人員依據(jù)晶體管大小版圖、設(shè)計位置及連線設(shè)計，實現(xiàn)芯片面積最小化，達(dá)成提高利用效率、運算速度及節(jié)能降耗。芯片制造生產(chǎn)過程中依此制定的IC設(shè)計稱為集成電路設(shè)計，整個設(shè)計過程中有著較高的NRE成本與制造時間，一般用于制造大量或高性能的芯片。

（二）半定制技術(shù)要點

這是一種具有約束類型的設(shè)計方法，實際中常用的有兩種：門陣列與標(biāo)準(zhǔn)單元法，主要要求嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計與應(yīng)用模塊兩者相匹配。設(shè)計人員設(shè)計過程中重點關(guān)注電路邏輯與各功能相互的操作的合理性、元件組的半成品硬件與芯片通用性單元元件。綜合分析次設(shè)計方法，優(yōu)勢明顯，主要表現(xiàn)為操作簡單、設(shè)計靈活且性能極高，設(shè)計過程中可以大幅度縮短設(shè)計周期，減低設(shè)計成本，提高成品率。

（三）可編程技術(shù)要點

可編程期器件中已存在的各層設(shè)計完成后，可以在實驗室中直接生產(chǎn)出芯片，整體設(shè)計周期補償，整個設(shè)計過程中可以不需要IC廠家參與其中。此外變成ASIC的NRE成本不高，但單位成本與功耗卻很高，運算速度不是很快。在高級技術(shù)產(chǎn)業(yè)中嵌入式系統(tǒng)開發(fā)是主要環(huán)節(jié)，通過可編程技術(shù)控制系統(tǒng)芯片，達(dá)成提高系統(tǒng)操作利用率的目的。

混合編程指的是在變成軟件時，同時利用高級語言與匯編語言，這種編程方法是一種新的發(fā)展趨勢。軟件變成中，依據(jù)變成要求選擇合適的編程語言，比如，某些程序編程有著較高的執(zhí)行能力要求或?qū)崟r性要求；而亞歐這較高智能性要求的程序采用具有一定智能的高級編程語言進行。這樣可以有效提高軟件執(zhí)行力與分析力，顯著提高嵌入式系統(tǒng)智能程度。

五、結(jié)語

總的來說，借助嵌入式系統(tǒng)有效改善計算機技術(shù)的實踐環(huán)境，協(xié)調(diào)軟硬件的關(guān)系確保系統(tǒng)高效運轉(zhuǎn)。相信在不久的將來，開發(fā)嵌入式系統(tǒng)是計算機行業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容，改變現(xiàn)階段不足的情況。希望通過本文論述，可以為同行從業(yè)者提供一定的理論借鑒與參考，共同努力促進行業(yè)技術(shù)水平的提高。

（作者單位為電子科技大學(xué)成都學(xué)院）

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