嵌入式系统综述舒展.docx
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嵌入式系统综述舒展
嵌入式系统综述
舒展
(江西九江职业大学信息工程学院,九江332000)
研究与开发
现代计算机
!
"!
!
"#$
%嵌
入式系统的发展近况
!
"#嵌
入式微处理器的发展
从嵌入式处理器来看
!
由最初的
!
位处理器
!
到目
前仍被广泛应用的
"
位单片机
!
再到如今日益受到青睐
的
!
"
位
#$%!
以及更高性能的
&’
位嵌入式处理器
!
目前
具有嵌入式功能特点的处理器已逾千种
!
涉及到数十
种常用的体系架构
"
广阔的市场应用前景吸引了大量
的半导体公司参与竞争
!
其中除了耳熟能详的
()*$#
#$%#+),
到
-,.(!
还有因为结合了
#$%
和
+),
优势而
近年来异军突起的汇聚式处理器
!
处理器速度越来越
快
#
性能越来越强
!
而功耗和价格却越来越低
"
!
"!
嵌
入式软件技术的发展
嵌入式软件技术主要包括嵌入式操作系统
#
嵌入
式数据库
#
嵌入式
/01
浏览器
#
嵌入式软件开发平台及
工具
"
随着科技的发展
!
无线网络的覆盖面积大大提高
!
移动类电子工具被广泛应用于生活
#
工作
#
科研等各个
方面
"
手机无线上网
#
无线导航技术
#
无线地质探测仪
#
手持式售票刷卡设备等在生活中无处不在
"
而这些应
用则主要涉及到嵌入式
/01
浏览器
#
嵌入式数据库
#
嵌
入式
.%*$.23456738%902*:
;02<370!
简称
.%*!
又称图形
用户接口
%
系统
"
$=%
嵌入式
/01
浏览器
嵌入式
/01
浏览器是指嵌入式操作系统上使用的
可供用户浏览网页的浏览器软件
"
由于嵌入式系统有其固有的存储容量小
#
处理器
资源有限等特殊性
!
故其使用的
/01
浏览器
>
服务器不
是一般的计算机上所使用的浏览器
!
而是专门针对嵌
入式系统的相应的
/01
浏览器
"
较为常用的嵌入式
/01
浏览器有
&
基于
/6:
$?
的
内嵌简化版
*?
#
基于
@6:
AB
的
CD:
EA02D2F0G10HH0H#
基于
/#
的
(77099I0;-2D:
;#
通用平台的
J4023
浏览器
#?
:
#
K0375
的
0FL2DM902##DN6883
的
#D:
6GD!
除此以外还有
/01C6;#L2DM90B#(G3O3
和
.5D9;N6883
等一些开源的浏览
器引擎和浏览器
"
不同的浏览器适应于相应的嵌入式
操作系统平台
!
具备不同的特性
!
在嵌入式系统多样化
的今天
!
嵌入式浏览器具有分散性
#
多样性和变异性的
特点
"
$"%
嵌入式数据库与嵌入式移动数据库
嵌入式数据库是指嵌入式系统中所使用的数据库
系统
"
由嵌入式系统的特性决定
!
嵌入式数据有着内核
小
#
性能高
#
可裁减
#
嵌入性
#
可移植性及功能齐备等特
性
"
嵌入式数据库可分为嵌入数据库
#
小型的
$>)
结构
数据库
#
移动数据库等
"
嵌入数据库大多仅仅基于嵌入式系统本机数据调
用
!
不涉及到网络方面
’
小型的
$>)
结构数据库是企业
级数据库的一个缩小版
!
缩小以后可以在一些实时性
要求不高的设备内运行
’
嵌入式移动数据库是一种在
移动环境下支持数据传送的分布式数据库
!
其数据传
送在物理上是分散的而在逻辑上是集中的
"
当前主流的嵌入式数据库有
&J23780
公司的
L02P080O+L#)O1390(H34;6Q0)02Q02(:
OM5020#@6:
;02
以
及
)R@6;0
等
!
除此以外还有
(43750+021O#S"#?
)?
IT
等嵌入式数据库引擎
"
目前国内移动设备的大规模应用
!
促使了嵌入式
移动数据库的研究与发展
!
嵌入式数据库与一般的数
据库的最大区别在于为了适应支持在移动状态下的数
据服务
!
其组成部分中多出了移动支持节点
#))#
位置
服务器
@)#
移动客户机
#$#
嵌入式移动数据库
?
#+L
及
负责数据交互的可信部分
"
目前较常用的嵌入式移动数据库产品有
&)O1390
公司开发的
)O1390)R@(:
OF/5020);AH6D
移动嵌入式
数据库
#J23780
公司的可扩展移动解决方案数据库
J23#
780@6;0=UV#*L#
公司开发的大小为
!
WUCL
左右的微型
(
指纹
)
数据库系统
+L"?
Q02O48370X+L"0Y"
$!
%
嵌入式
.%*
系统
嵌入式
.%*
属于嵌入式编程开发
!
主要是为了更好
地满足用户的需要而编写的用于实现客户与服务器端
的交互操作界面
"
现在主流的嵌入式
.%*
系统大多集中在源码开放
的
@6:
AB
系统下
!
有
#672DM6:
HDM9##6:
6.%*#J40:
.%*#R;>
?
G10HH0H
等
"
在张亚军
!
孔帅的
*
基于
R;>?
G10HH0H
和
R;D463
的嵌入式
.%*
移植开发
+
中对其进行了较为详
细的介绍
"
$嵌
入式系统发展趋势展望
$%&网
络化的深入发展
嵌入式移动数据库的产生及迅速发展表明嵌入式
"!
机
!
"!
!
"#$
嵌入式系统综述
舒展
!
江西九江职业大学信息工程学院
"
九江
!
!
"####
关键词
!
嵌入式系统
!
嵌入式
!
"#
浏览器
!
嵌入式数据库
!
嵌入式
$%&
系统
收稿日期
"’()*+(’+*,
修稿日期
"’(**+(’+’-
作者简介
"
舒展
#*.-’+$%
女
%
江西九江人
%
硕士
%
助教
%
研究方向为嵌入式系统
&
软件开发
以嵌入式系统的日常应用引入
%
从嵌入式系统的定义与组成入手
%
对嵌入式系统的发展近
况进行深入的介绍
%
介绍嵌入式软件技术的主要发展方向
%
其中对嵌入式
/"0
浏览器
&
嵌入
式数据库与嵌入式移动数据库和嵌入式
$%&
系统进行着重介绍
%
并对嵌入式系统的未来发
展提出展望
’
摘要
!
#引
言
不论是日常生活中经常使用的家庭自动化产品
$
家用电器
$
手提电话
$
自动柜员机
!
$%&%"
还是各行各
业的办公设备
$
现代化医疗设备
$
航空电子
$
计算机网
络设备
$
用于工业自动化和监测的可编程逻辑控制器
!
’()*%"
甚至是娱乐设备的固定游戏机和便携式游戏
机等都属于嵌入式系统
&
嵌入式系统始于微型机时代
的嵌入式应用
"
通过将微型机嵌入到一个对象体系中
"
实现对象系统的智能化控制
&
随着科技的不断发展
"
在
单片机时代
"
嵌入式系统以器件形态迅速进入到传统
电子技术领域中
"
以电子技术应用工程师为主体
"
实现
传统电子系统的智能化
&
而后
"
随着后
’)
时代的到来
"
网络
$
通信技术得以发展
’
同时
"
嵌入式系统软
$
硬件技
术有了很大的提升
"
形成了基于嵌入式系统软
$
硬件平
台
"
以网络
$
通信为主的非嵌入式底层应用的计算机应
用模式
&
!
嵌
入式系统的定义及组成
嵌入式系统被定义为
(
以应用为中心
$
以计算机技
术为基础
$
软硬件可裁剪
$
适应应用系统
"
对功能
$
可靠
性
$
成本
$
体积
$
功耗严格要求的专用计算机系统
&
嵌入式系统主要由嵌入式微处理器
$
外围硬件设
备
$
嵌入式操作系统以及用户的应用程序等
+
个部分组
成
"
它是集软硬件于一体的可独立工作的
)
器件
*&
其中
外围硬件设备和用户应用程序皆是基于不同的用户需
求而有相应的不同的硬件及相关软件
"
故在此不作介
绍
&
*1*嵌
入式微处理器概念及分类
嵌入式微处理器是嵌入式系统的核心
"
是控制
$
辅
助系统运行的硬件单元
&
范围极其广阔
"
从最初的
!
位
处理器
"
目前仍在大规模应用的
"
位单片机
"
到最新的
受到广泛青睐的
!
"
位
$,+
位嵌入式
)’-&
嵌入式处理器可以分成下面几类
(
嵌入式微处理
器
!
&./01’01/2**10-3.4"&’-%$
嵌入式微控制器
5&.#
/01/134016620-3.47&)-8$
嵌入式
9:
’
处理器
5;<=2>>2>
9.?
.4@6:
.?
3@6’01/2**107;9:
’8
和嵌入式片上系统
5:
A*#
42 在张营 $ 李鹏等的 + 嵌入式系统发展综 述 中对其有较为详细的介绍 & *2’嵌 入式操作系统 嵌入式操作系统 -;<=2>>2>BD20@4.3? : A*42<" ;B: %" 负责嵌入系统的全部软 $ 硬件资源的分配 $ 任务 调度 " 控制 $ 协调并发活动 & 嵌入式操作系统通常包括 与硬件相关的底层驱动软件 $ 系统内核 $ 设备驱动接 口 $ 通信协议 $ 图形界面 $ 标准化浏览器等 & 嵌入式操作系统主要有 (EFG10H$IJK$’@6 $ L.3>1G*);$ 嵌入式 (.3MF 等 & 在杨峰 $ 唐继勇的 + 嵌入式 系统软件及编程语言 中 " 对各个嵌入式操作系统进行 了比较及详细介绍 & "! 研究与开发 现代计算机 ! "! ! "#$ %&’(&)*+,-.&//&/0123&- ! "#$%&’ ! ()*&+,-)’,./0’/.+-&,1.’&’23’41’))+1’4"51671&’48.9&,1.’&: #’1;)+<1,=>51671&’4? @ABBB# 4&1)*5/263-C)22)2! =<,)-$3-C)22)2D)CE+.F<)+$3-C)22)2GE$3-C)22)2H#0! =<,)- I/,)+1’,+.2691’4,%)9.--.’6<)./)-C)22)2<=<,)->/+.-,%)2)/1’1,1.’&’29.-*.<1,1.’./ )-C)22)2<=<,)->41;)<&/6: : +);1)F.’,%)+)9)’,2);): .*-)’,<./)-C)22)2<=<,)->)<*)! 91&: : =,%)2);): .*-)’,<./)-C)22)2<./,F&+),)9%’.: .4=F%19%1<)-*%&<1J)2./1,<)-C)22)2 C+.F<)+>)-C)22)22&,&C&<)>)-C)22)2-.C1: )2&,&C&<)&’2)-C)22)2H#0<=<,)-&’241;)< %)+)&+)<.-)*+.<*)9,<./,%)/6,6+)./)-C)22)2<=<,)-K 7.2358936 系统网络化发展是大势所趋 " 由此而涉及到的嵌入式 D)C 浏览器 % 嵌入式 D)C 服务器 % 嵌入式数据库 % 嵌入设 备通信等各方面的发展将会是日后嵌入式系统网络化 发展的重要探索方向 & ! "#数 据共享化 随着嵌入式设备的通用化及普及化 " 必然会产生 将各种嵌入式设备的数据进行综合 % 整理 " 甚至于统筹 分析处理等全局性处理要求 " 例如 " 可以智能控制所有 家用电器的设备管理系统 " 可以将所有医疗移动设备 检测到的数据进行综合分析的医疗数据管理系统等 等 & 因此如何顺利地在各个嵌入式设备间进行数据传 输与共享及统筹管理 " 将是日后嵌入式系统发展中必 不可少的一环 & ! "! 功 能专一精细化 嵌入式系统在其基于用户需求的本质特点决定 下 " 必然会越发朝着功能细分 % 专业化特性越来越强的 方向发展 " 这也是各领域科学发展所决定的必然 & ! "$人 性化集成化 在信息时代的今天 " 如何简便地获取日常生活所 需要的各种信息 " 已经成为一种新的需求 " 例如 " 可以 检测身高 % 体重 % 血压 % 心跳 % 胆固醇等健康指数的简易 日常健康检测仪 & 对于这些覆盖面广而专业技术性不 强的功能需求的满足 " 也将是嵌入式系统值得研究探 索的一个重要方面 & : 结 语 本文在简要的介绍嵌入式系统的定义及组成后 " 对嵌入式系统近期的发展情况进行综合概述 " 随后结 合嵌入式系统的基本特性及其发展近况 " 对嵌入式系 统的未来发展方向进行了展望 & 参考文献 LMN 何立民 K 嵌入式系统的定义与发展历史 K 单片机与嵌入式 系统应用 L5N"ABBOPMQ LAN 李丽娜 R 邵敏权等 K 浅谈嵌入式系统的现状及发展 K 长春工 业大学学报 P 自然科学版 QL5N"ABBORASPAQ L@NIG0 公司 K 嵌入式设计 @B 年 R 聚焦汇聚式处理器 K 电子产品 世界 L5NRABMBKAKO LON 于渤 K 基于 T1’6U 的嵌入式浏览器研究 LGNK 中国优秀博硕士 学位论文全文数据库 P 硕士 QRABBVPBMQ LSN 杜旭 K 嵌入式嵌入式浏览器关键模块的设计与实现 LGNK 中 国优秀博硕士学位论文全文数据库 P 硕士 QRABBWPBAQ LXN 陈何 K 基于 T1’6U 的嵌入式浏览器的开发和移植 LGNK 中国优 秀博硕士学位论文全文数据库 P 硕士 QRABBYPBYQ LVN 史恒亮 R 白光一 K 嵌入式数据库的现状和发展趋势 K 计算机 系统应用 RABMBPBAQ LWN 刘瑜 R 孔波 K 嵌入式 E)+Z): )=GE5&;& 版与 G)+C= 技术研究 K 微计算机信息 RABMBPMM[AQ LYN 张悌 R 郭立炜等 K 浅析嵌入式移动数据库 K 河北省科学院学 报 RABMBPB@Q LMBN 刘瑜 R 孔波 K 嵌入式 E)+Z): )=(E5&;& 版与 ()+C= 技术研究 K 微计算机信息 RABMBRPMM[AQ LMMN 张悌 R 郭立炜等 K 浅析嵌入式移动数据库 K 河北省科学院 学报 RABMBPB@Q "!
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