嵌入式技术浅谈
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作者: 胡德清
摘要：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软、硬件均可裁剪，适用于系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。目前嵌入式开发技术大都是基于ARM内核的操作系统编程，当然目前主要的嵌入式操作系统是嵌入式Linux操作系统、WINCE操作系统和VxWorks操作系统。
关键词：嵌入式 嵌入式系统 嵌入式技术 Linux WINCE VxWorks
一、什么是嵌入式技术
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软、硬件均可裁剪，适用于系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序四个部分组成。用于实现对其他设备的控制、监视或管理功能。
嵌入式系统一般是非PC系统，它包括硬件和软件两个部分。硬件包括处理器、存储器、外设器件、I/O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统（实时多任务操作系统）和应用程序编程。应用程序控制着系统的运作与行为，而操作系统控制应用程序编程与硬件的交互作用。
二、嵌入式技术的应用
嵌入式技术是当前微电子技术与计算机技术的一个重要分支，嵌入式技术已成为后PC时代的主宰。后PC时代对电子产品的要求越来越倾向于向微型化、智能化、便携式、可移动、易操作、高性能、低功耗方向发展。低到智能玩具、PDA、智能手机、数码相机、家用电子游戏机、信息家电，高到网络传输设备、工业控制、自动导航、智能医疗仪器、办公自动化、军用设备，甚至于人造卫星等各应用领域， 32位嵌入式系统因其卓越的性能，超低的功耗、无与伦比的稳定性，可以说无处不在。
三、嵌入式技术的市场需求
1.嵌入式系统市场具有广阔天地。
嵌入式系统主要用于各种信号处理与控制，目前已在国防、国民经济及社会生活各领域普及应用，用于企业、军队、办公室、实验室以及个人家庭等各种场所。
* 军用 各种武器控制如坦克、舰艇、轰炸机等陆海空各种军用电子装备，雷达、电子对抗军事通信装备、野战指挥作战用各种专用设备等。
* 家用如数字电视机、数字机顶盒、数码相机、DVD、洗衣机、电冰箱、智能玩具等。
* 工业用 各种智能测量仪表、数控装置、可编程控制器、控制机、分布式控制系统、现场总线仪表及控制系统、工业机器人、机电一体化机械设备、汽车电子设备等。
* 商用 各类收款机、POS系统、电子秤、点钞机、IC卡输入设备、取款机、自动柜员机、防盗系统等。
* 办公用 复印机、激光照排系统、安全监控设备、手机、PDA、变频空调设备、通信终端、程控交换机等。
2.嵌入式系统是新的经济增长点，在信息产业中大有作为。
微处理器、微控制器及DSP芯片级嵌入式系统和模板级嵌入式系统以及嵌入式软件是计算机、通讯、仪器仪表等各类电子信息产品的核心，嵌入式系统技术与产品凝聚了信息技术发展的最新成果，数字化、智能化、网络化是电子信息产品的技术发展方向，电子产品升级换代都必须采用嵌入式系统。芯片技术、软件技术、通讯网络技术等嵌入式系统关键技术的新进展，推动着嵌入式系统升级换代、智能化、普及化水平的提高，普及应用向广度深度的发展。
3.信产部要采取有力措施，大力发展嵌入式系统。
* 制定芯片、元器件等嵌入式硬、软件及应用产品发展规划，制定采用国产芯片、模板级嵌入式系统及软件的鼓励政策及政府采购政策，鼓励采用国产化嵌入式软件及应用产品。
* 组织中科院、高等院校、信息产业及应用部门研究所、企业通力合作，跟踪国外嵌入式系统技术的新发展，消化吸收，技术创新，开发ASIC专用芯片、FPGA可编程逻辑门阵列、嵌入式支撑软件、应用软件与应用产品，共同推进科技成果商品化、产业化，实现电子产品的数字化智能化网络化，形成一大批有知识产权的名牌产品，打入国内外市场。
四、嵌入式技术的知识结构
嵌入式技术包含了硬件技术和软件技术。在硬件技术方面主要是要掌握基于ARM内核的指令系统、底层硬件接口的描述和驱动程序的编写。在软件方面主要是在操作系统之上的编程。目前流行的嵌入式操作系统主要有三大类：嵌入式Linux操作系统、WINCE操作系统和VxWorks操作系统，无论是在那一种操作系统上，都要求具有内核的裁剪、移植、定制的能力，具有接口驱动程序的编制能力。这些看似简单，其实都需要我们付出巨大的努力来学习，方能有所成就。同时嵌入式的学习一定要在开发板上学习才能有所成。
五、嵌入式设备的选购
目前生产嵌入式设备的厂商很多，型号也有所不同，它们所支持的操作系统也有所不同，但对三大主流操作系统一般都是支持的。当然作为嵌入式技术的初学者来说，只需要根据需要选择ARM+WINCE、ARM+Linux、ARM+VxWorks中的一种就可以了。对具体的嵌入式设备可以根据需要选配一些模块就可以，一般来说大多数的嵌入式设备的核心板都是ARM内核板，对于以下的一些基础实验都支持：
1. 基本接口实验
数码管显示实验、WATCH DOG实验、串口通信实验、步进电机驱动实验、中断实验、CAN总线实验、RS485接口实验、LCD显示实验、DMA操作实验、触摸屏控制实验、PWM实验、键盘输入与IO实验、A/D采样实验、数字音频接口实验、USB通信实验、实时时钟实验、TFTP以太网通信实验等基础实验。
2. LINUX操作系统实验
BOOTLOADER 基础实验、BOOTLOADER文件系统实验、BOOTLOADER移置实验、LINUX内核移置实验、LINUX基本应用程序编程实验等。
3. WINCE操作系统实验
WINCE集成环境构建实验、WINCE内核定制实验、WINCE下的应用程序实验、WINCE网络通信实验、WINCE驱动程序实验等。
4. VXWORKS操作系统实验
VXWORKS移置实验、VXWORKS应用程序编写与调试实验、VXWORKS串口驱动实验、VXWORKS多任务应用程序编写实验、VXWORKS网络通信实验。
对于一些高级接口实验就可根据需要进行选配，如要做GPRS基础实验、GPRS短消息发送实验、GPRS电话功能实验、GPRS短消息接收实验、GPS定位实验等这些实验就需要选配GPRS和GPS模块。
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