嵌入式系统的应用及发展
  【摘要】21世纪无疑将是一个网络的时代,将嵌入式系统应用到各种网络环境中去的呼声自然也越来越高。目前大多数嵌入式系统还孤立于internet之外,随着internet的进一步发展,以及internet技术与信息家电、工业控制技术等的结合日益紧密,嵌入式设备与internet的结合才是嵌入式技术的真正未来。
  【关键词】嵌入式;应用;发展
  1 嵌入式arm技术及应用
  随着嵌入式系统处理器的不断发展,典型的32位risc芯片——arm处理器,不论是在pda,stb,dvd等消费类电子产品中,还是在ps,航空,勘探,测量等军方产品中都得到了广泛的应用。越来越多的芯片厂商早已看好arm的前景,比如intel,ns,atmel,philips,nec,cirrusloic等公司都有相应的产品。他们把更多的功能集成在arm芯片中,使其成为了高集成度,低功耗的典型代表。
  arm将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和oem厂商,每个厂商得到的都是一套独
一无二的arm相关技术及服务。利用这种合伙关系,arm很快成为许多全球性risc标准的缔造者。
  arm架构是面向低预算市场设计的第一款risc微处理器。
  arm提供一系列内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案。由于所有产品均采用一个通用的软件体系,所以相同的软件可在所有产品中运行(理论上如此)。典型的产品如下。
  ①cpu内核
  ——arm7:小型、快速、低能耗、集成式risc内核,用于移动通信。
  ——arm7tdmi(thumb):这是公司授权用户最多的一项产品,将arm7指令集同thumb扩展组合在一起,以减少内存容量和系统成本。同时,它还利用嵌入式ice调试技术来简化系统设计,并用一个dsp增强扩展来改进性能。该产品的典型用途是数字蜂窝电话和硬盘驱动器。
  ——arm9tdmi:采用5阶段管道化arm9内核,同时配备thumb扩展、调试和harvard总线。在生产工艺相同的情况下,性能可达arm7tdmi的两倍之多。常用于连网和顶置盒。
  ②体系扩展
  ——thumb:以16位系统的成本,提供32位risc性能,特别注意的是它所需的内存容量非常小。
  ③嵌入式ice调试
  由于集成了类似于ice的cpu内核调试技术,所以原型设计和系统芯片的调试得到了极大的简化。
  ④微处理器
  ——arm710系列,包括arm710、arm710t、arm720t和arm740t:低价、低能耗、封装式常规系统微型处理器,配有高速缓存(cache)、内存管理、写缓冲和jta。广泛应用于手持式计算、数据通信和消费类多媒体。
  ——arm940t、920t系列:低价、低能耗、高性能系统微处理器,配有cache、内存管理和写缓冲。应用于高级引擎管理、保安系统、顶置盒、便携计算机和高档打印机。
  ——stronarm:性能很高、同时满足常规应用需要的一种微处理器技术,与dec联合研制,后来授权给intel。sa110处理器、sa1100pda系统芯片和sa1500多媒体处理器芯片均采用了这一技术。
  ——arm7500和arm7500fe:高度集成的单芯片risc计算机,基于一个缓存式arm732位内核,拥有内存和i/o控制器、3个dma通道、片上视频控制器和调板以及立体声端口;arm7500fe则增加了一个浮点运算单元以及对edodram的支持。特别适合电视顶置盒和网络计算机(nc)。
  2 嵌入式系统的特点
  嵌入式计算机系统同通用型计算机系统相比具有以下特点:
嵌入式系统开发前景  2 1嵌入式系统通常是面向特定应用的。嵌入式cpu与通用型的最大不同就是嵌入式cpu大多工作在为特定用户设计的系统中,它通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点,能够把通用cpu中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化,移动能力大大增强,跟网络的耦合也越来越紧密。
  2 2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与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 3嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计,量体裁衣、去除冗余,力争在同样的硅片面积上实现更高的性能,这样才能在具体应用中对处理器的选择更具有竞争力。
2 4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。
  2 5为了提高执行速度和系统可靠性,嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中,而不是存贮于磁盘等载体中。
  2 6嵌入式系统本身不具备自举开发能力,即使设计完成以后用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改的,必须有一套开发工具和环境才能进行开发。
  3 嵌入式的系统与分类
  根据不同的分类标准嵌入式系统有不同的分类方法,这里根据嵌入式系统的复杂程度,可以将嵌入式系统分为以下四类:
  3 1单个微处理器这类系统可以在小型设备中(如温度传感器、烟雾和气体探测器及断路器)到。这类设备是供应商根据设备的用途来设计的。这类设备受y2k影响的可能性不大。
  3 2不带计时功能的微处理器装置。这类系统可在过程控制、信号放大器、位置传感器及阀门传动器等中到。这类设备也不太可能受到y2k的影响。但是,如果它依赖于一个内部操作时钟,那么这个时钟可能受y2k问题的影响。
  3 3带计时功能的组件。这类系统可见于开关装置、控制器、电话交换机、电梯、数据采集系统、医药监视系统、诊断及实时控制系统等。它们是一个大系统的局部组件,由它们的传感器收集数据并传递给该系统。这种组体可同pc机一起操作,并可包括某种数据库(如事件数据库)。
  3 4在制造或过程控制中使用的计算机系统。对于这类系统,计算机与仪器、机械及设备相
连来控制这些装置的工作。这类系统包括自动仓储系统和自动发货系统。在这些系统中,计算机用于总体控制和监视,而不是对单个设备直接控制。过程控制系统可与业务系统连接(如根据销售额和库存量来决定定单或产品量)。

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