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嵌入式系統(tǒng)開發(fā)背景

2022-12-04作者:網(wǎng)友投稿
隨著醫(yī)療電子、智能家居、物流管理和電力控制等方面的不斷風(fēng)靡,嵌入式系統(tǒng)利用自身積累的底蘊(yùn)經(jīng)驗(yàn),重視和把握這個(gè)機(jī)會,想辦法在已經(jīng)成熟的平臺和產(chǎn)品基礎(chǔ)上與應(yīng)用傳感單元的結(jié)合,擴(kuò)展物聯(lián)和感知的支持能力,發(fā)掘某種領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。作為物聯(lián)網(wǎng)重要技術(shù)組成的嵌入式系統(tǒng),嵌入式系統(tǒng)的視角有助于深刻地、全面地理解物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)。以下是贏在威客網(wǎng)小編整理的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)背景常識給大家參考。

這有兩層意思:第一,物聯(lián)網(wǎng)的核心仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò);第二,其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間,進(jìn)行信息交換和通信,必須具備嵌入式系統(tǒng)構(gòu)建的智能終端。因此,物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進(jìn)行信息交換和通信的系統(tǒng)架構(gòu)。

物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了傳感器的連接,其本身也具有智能處理的能力,能夠?qū)ξ矬w實(shí)施智能控制,這就是我們嵌入式系統(tǒng)所能做到的。誠然,物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結(jié)合,利用云計(jì)算、模式識別等各種智能技術(shù),擴(kuò)充其應(yīng)用領(lǐng)域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數(shù)據(jù),以適應(yīng)不同用戶的不同需求,發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式。

從20世紀(jì)七十年代單片機(jī)的出現(xiàn)到各式各樣的嵌入式微處理器,微控制器的大規(guī)模應(yīng)用,嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)有了近30年的發(fā)展歷史。

嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn)最初是基于單片機(jī)的。70年代單片機(jī)的出現(xiàn),使得汽車、家電、工業(yè)機(jī)器、通信裝置以及成千上萬種產(chǎn)品可以通過內(nèi)嵌電子裝置來獲得更佳的使用性能:更容易使用、更快、更便宜。這些裝置已經(jīng)初步具備了嵌入式的應(yīng)用特點(diǎn),但是這時(shí)的應(yīng)用只是使用8位的芯片,執(zhí)行一些單線程的程序,還談不上“系統(tǒng)”的概念。

最早的單片機(jī)是Intel公司的 8048,它出現(xiàn)在1976年。Motorola同時(shí)推出了68HC05,Zilog公司推出了Z80系列,這些早期的單片機(jī)均含有256字節(jié)的RAM、4K的ROM、4 個(gè)8位并口、1個(gè)全雙工串行口、兩個(gè)16位定 時(shí) 器。之后在80年代初,Intel又進(jìn)一步完善了8048,在它的基礎(chǔ)上研制成功了8051,這在單片機(jī)的歷史上是值得紀(jì)念的一頁,迄今為止,51系列的單片機(jī)仍然是最為成功的單片機(jī)芯片,在各種產(chǎn)品中有著非常廣泛的應(yīng)用。

從80年代早期開始,嵌入式系統(tǒng)的程序員開始用商業(yè)級的“操作系統(tǒng)”編寫嵌入式應(yīng)用軟件,這使得可以獲取更短的開發(fā)周期,更低的開發(fā)資金和更高的開發(fā)效率,“嵌入式系統(tǒng)”真正出現(xiàn)了。確切點(diǎn)說,這個(gè)時(shí)候的操作系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)時(shí)核,這個(gè)實(shí)時(shí)核包含了許多傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的特征,包括任務(wù)管理、任務(wù)間通訊、同步與相互排斥、中斷支持、內(nèi)存管理等功能。

其中比較著名的有Ready System 公司的VRTX、Integrated System Incorporation (ISI)的PSOS和IMG的VxWorks、QNX公司的QNX 等。這些嵌入式操作系統(tǒng)都具有嵌入式的典型特點(diǎn):它們均采用占先式的調(diào)度,響應(yīng)的時(shí)間很短,任務(wù)執(zhí)行的時(shí)間可以確定;系統(tǒng)內(nèi)核很小,具有可裁剪,可擴(kuò)充和可移植性,可以移植到各種處理器上;較強(qiáng)的實(shí)時(shí)和可靠性,適合嵌入式應(yīng)用。這些嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)的出現(xiàn),使得應(yīng)用開發(fā)人員得以從小范圍的開發(fā)解放出來,同時(shí)也促使嵌入式有了更為廣闊的應(yīng)用空間。

90年代以后,隨著對實(shí)時(shí)性要求的提高,軟件規(guī)模不斷上升,實(shí)時(shí)核逐漸發(fā)展為實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)(RTOS),并作為一種軟件平臺逐步成為目前國際嵌入式系統(tǒng)的主流。這時(shí)候更多的公司看到了嵌入式系統(tǒng)的廣闊發(fā)展前景,開始大力發(fā)展自己的嵌入式操作系統(tǒng)。除了上面的幾家老牌公司以外,還出現(xiàn)了Palm OS,WinCE,嵌入式Linux,Lynx,Nucleux,以及國內(nèi)的Hopen,Delta Os等嵌入式操作系統(tǒng)。隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展前景日益廣闊,相信會有更多的嵌入式操作系統(tǒng)軟件出現(xiàn)。
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