這篇系統(tǒng)工程師論文發(fā)表了嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用軟件的控制和應(yīng)用，嵌入式系統(tǒng)具有很大的優(yōu)勢，所以被應(yīng)用到了很多量化范疇當中，而計算機技術(shù)是嵌入式系統(tǒng)不可或缺的部分，論文以微處理器為切入點，對這個應(yīng)用做出了細化的研究，在技術(shù)領(lǐng)域當中獲得豐厚的成果。

　　關(guān)鍵詞：系統(tǒng)工程師論文,嵌入式系統(tǒng),機電控制

　　嵌入式系統(tǒng)實際上就是對計算機系統(tǒng)的補充及延伸，實際上其該系統(tǒng)本身性能并不完善，這就需要根據(jù)功能需求進行芯片的設(shè)計，在這一過程中芯片是較為關(guān)鍵的功能性內(nèi)容，只需要通過一個簡單的芯片，就能滿足用戶的多樣化功能，與此同時，對計算機系統(tǒng)的硬性標準也普遍較低，這樣就可以將投入成本控制在最小范圍內(nèi)，并且嵌入式系統(tǒng)所應(yīng)用的空間也就更加廣闊，而后續(xù)機電控制向著體積更小的方向發(fā)展目標也必然能夠?qū)崿F(xiàn)。從當前嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，其技術(shù)更新頻率普遍較高，在技術(shù)領(lǐng)域中所獲得的成果也是相當豐厚的。

　　1嵌入式系統(tǒng)概述

　　通常情況下，計算機技術(shù)是嵌入式系統(tǒng)不可或缺的重要結(jié)構(gòu)，同時這也是系統(tǒng)運行的首要條件，其中所應(yīng)用的模塊不僅有軟件，更需要硬件的高效配合，這兩個部分都能夠?qū)ε渲脴藴市纬芍苯佑绊懀挥袑⒍哌M行優(yōu)化，才能實現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)的完善配置，因此不難發(fā)現(xiàn)，嵌入式系統(tǒng)本身具有較強的自擬功能，在實際運行過程中計算機系統(tǒng)的功能優(yōu)勢會更加凸顯，無論是運行環(huán)境的可靠性，還是功率消耗程度低的節(jié)能功效，都為嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用提出了更高的要求，這與一般的計算機系統(tǒng)相比是存在較大差異的。嵌入式系統(tǒng)在實際應(yīng)用環(huán)節(jié)對體積的要求是較為嚴格的，只有在應(yīng)用標準范疇將體積最大化的縮小，才能提升其靈活性，而系統(tǒng)響應(yīng)速率也會有所提升。通過對微處理器進行優(yōu)化選擇，并在此基礎(chǔ)上選擇與之配套的支撐軟件，就能夠進一步達到嵌入式系統(tǒng)的運行指標，需要注意的是，在進行軟件選擇時應(yīng)當與標準需求做出協(xié)調(diào)性分析，只有確保其達到配套要求，才能為其高效運轉(zhuǎn)提供基礎(chǔ)條件。嵌入式系統(tǒng)技術(shù)在發(fā)展過程中是從以下階段逐步深入的：首先，在初始化時期是嵌入式系統(tǒng)的控制主體是單片機，在實際應(yīng)用過程中控制器已經(jīng)實現(xiàn)了編程功能，相對的其功能拓展也逐步以需求方向為基礎(chǔ);其次是第二階段，嵌入式核心處理器中融入了初級操作系統(tǒng)，這就說明在這一階段的嵌入式系統(tǒng)強化了操作功能。

　　2嵌入式實時操作系統(tǒng)的選擇

　　在各種現(xiàn)代電子儀器、設(shè)備中，嵌入式系統(tǒng)在其內(nèi)部發(fā)揮了核心的控制作用。無需采用操作系統(tǒng)支撐，僅僅依靠匯編語言進行開發(fā)來維持系統(tǒng)運行的時代已經(jīng)過去。各個廠家紛亂復(fù)雜的匯編語言給不同廠家之間的嵌入式系統(tǒng)芯片的聯(lián)動帶來了不必要的麻煩，每重新開發(fā)一種系統(tǒng)功能便要耗費大量的人力物力去重新編排匯編語言，無形中增加了系統(tǒng)的應(yīng)用成本，曾經(jīng)給嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)帶來了非常大的阻礙。隨著開發(fā)人員與市場的不斷試煉，與相應(yīng)操作系統(tǒng)配套的嵌入式系統(tǒng)終于研制成功，嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的成功開發(fā)給嵌入式微處理器的大規(guī)模應(yīng)用鋪平了道路，未來各種電子產(chǎn)品的全方位嵌入式系統(tǒng)時代已經(jīng)來臨。

　　嵌入式操作系統(tǒng)本質(zhì)上是一種計算機應(yīng)用的系統(tǒng)軟件，用來支持嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用與二次開發(fā)，是當今嵌入式系統(tǒng)最為重要的組成部分。其軟件通過底層驅(qū)動程序來直接進行與硬件的信號交換和控制，設(shè)備的通信接口方便外圍設(shè)備的進一步系統(tǒng)擴展，通過標準的通信協(xié)議進行計算機軟件與嵌入式系統(tǒng)的對話，通過直觀的圖形化用戶管理模塊方便用戶進行調(diào)試與二次開發(fā)利用。所以，嵌入式操作系統(tǒng)秉承微型操作系統(tǒng)的理念，通過對軟件進行信息處理來達到有效管理復(fù)雜的系統(tǒng)資源的目的。同時自身及庫函數(shù)調(diào)用和開發(fā)工具于一身，極大地方便了用戶的調(diào)試與使用。其嵌入式操作系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)最重要的運行環(huán)境和開發(fā)平臺。高集成度和高可用性充分提升了嵌入式系統(tǒng)的使用效率。

　　3嵌入式系統(tǒng)的外圍設(shè)備

　　嵌入式系統(tǒng)的外圍設(shè)備以MCU、DSP、EMPU、SOC作為中心控制部件，廣義上來講，所有可以進行信息存儲、信息通信、信號調(diào)試、數(shù)碼顯示等具有輔助功能的基本部件，均可以算作嵌入式外圍設(shè)備。嵌入式外圍設(shè)備按功能可以分為存儲記憶設(shè)備、通信交換設(shè)備和狀態(tài)顯示設(shè)備三大類。其中常用的存儲設(shè)備如下：靜態(tài)易失型存儲器即RAM或者SRAM;動態(tài)存儲器(DRAM);非易失型存儲器(ROM，EPROM，EEPROM，F(xiàn)LASH)。其中便于程序反復(fù)重置與反復(fù)調(diào)用新程序的當屬FLASH，即通常我們所說的閃存。閃存憑借其存儲速度快、存儲容量大、價格便宜等特點，大規(guī)模應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域。目前的通訊設(shè)備幾乎都可以直接切入到嵌入式系統(tǒng)當中，通過串行口和紅外線接口以及現(xiàn)場總線技術(shù)和通用串行接口的應(yīng)用達到融入嵌入式系統(tǒng)的目的。未來，以太網(wǎng)接口技術(shù)將成為嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)的前沿領(lǐng)域，以太網(wǎng)接口技術(shù)正在不斷的研發(fā)和更新中。

　　4嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用軟件

　　當開發(fā)一個設(shè)備驅(qū)動程序的時候，應(yīng)該遵守如下啟動順序：硬件信息的收集階段;訪問方式確定階段。外圍設(shè)備通過中斷與查詢等約定的通訊方式進行對主體軟件的訪問。每一種方式都一一對應(yīng)著相應(yīng)的應(yīng)用情況;為目標功能編寫源代碼來對相應(yīng)驅(qū)動程序進行軟件驅(qū)動;編譯和調(diào)試源代碼程序。一般用內(nèi)核自配的PRINTKO函數(shù)輸出代碼信息進行調(diào)試;在內(nèi)核中載入相應(yīng)的驅(qū)動程序。驅(qū)動程序加入內(nèi)核后可以與內(nèi)核一并進行編譯，也可以以動態(tài)形式在運行狀態(tài)下強制加載入內(nèi)核;驅(qū)動軟件加載前，先要進行應(yīng)用軟件的檢驗。用軟件模擬驅(qū)動過程，同時進一步發(fā)現(xiàn)源程序中出現(xiàn)的問題，并加以反復(fù)調(diào)試。從而盡可能減少直接加載到真實物理硬件的時候，因為源程序錯誤而出現(xiàn)的不可預(yù)知的錯誤。同時模擬系統(tǒng)整體的可靠性與核心部件的處理速度。

　　5遠程網(wǎng)絡(luò)化電機控制系統(tǒng)

　　現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展結(jié)合當代嵌入式系統(tǒng)的最新研究成果，有效地改善了服務(wù)器的功能。很多當前市場上出現(xiàn)的生產(chǎn)設(shè)備內(nèi)部都安裝有內(nèi)嵌的通訊模塊，具有接入互聯(lián)網(wǎng)進行網(wǎng)絡(luò)訪問的功能。這一技術(shù)的產(chǎn)生為嵌入式遠程遙控打下了基礎(chǔ)，其最初的設(shè)計思想是：通過應(yīng)用基于DSP和MCU的網(wǎng)絡(luò)化嵌入式系統(tǒng)來實現(xiàn)系統(tǒng)服務(wù)器的功能，從而達到省略掉現(xiàn)場PC機服務(wù)器的目的，大大減小了系統(tǒng)體系和復(fù)雜度。為電機遠程控制系統(tǒng)的低成本高功效之路打下了堅實的基礎(chǔ)，同時對系統(tǒng)進行網(wǎng)絡(luò)化改造，使其能隨時接入網(wǎng)絡(luò)，便于復(fù)雜系統(tǒng)的控制與處理。如果僅僅從通常意義上來講，利用DSP技術(shù)就可以輕松實現(xiàn)機器與網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)通信功能。

　　再加上在操作系統(tǒng)中實現(xiàn)的TCP/IP協(xié)議，來達到對網(wǎng)絡(luò)接口芯片驅(qū)動等目標，從而徹底進行網(wǎng)絡(luò)與機電系統(tǒng)的互聯(lián)，將機電系統(tǒng)中的嵌入式系統(tǒng)的功能發(fā)揮到極致，達到嵌入式系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)化的效果。基于DSP和MCU等嵌入式操作系統(tǒng)的遠程網(wǎng)絡(luò)化機電控制系統(tǒng)，可以靈活運用于遠距離采集數(shù)據(jù)、傳輸監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸數(shù)據(jù)等。機電設(shè)備在Nucleus操作系統(tǒng)的軟件支持之下，應(yīng)用DSP數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以實現(xiàn)通過網(wǎng)線進行聯(lián)網(wǎng)，并可以實時進行遠程計算機通訊。嵌入式系統(tǒng)強大的可移植性和高可靠度，為其未來在機電系統(tǒng)中的大規(guī)模應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)，市場前景廣闊。

　　參考文獻

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　　作者：王維東 姚秀君 單位：秦皇島北方管業(yè)有限公司

　　推薦閱讀：《電子知識產(chǎn)權(quán)》(月刊)創(chuàng)刊于1991年，由工業(yè)與信息化部科學技術(shù)司主管，信息產(chǎn)業(yè)部電子科技情報研究所、信息產(chǎn)業(yè)部電子知識產(chǎn)權(quán)咨詢服務(wù)中心主辦。本刊集理論性和實踐性為一體，是目前國內(nèi)信息技術(shù)領(lǐng)域唯一的知識產(chǎn)權(quán)專業(yè)期刊。