嵌入式系统大作业
2021年下半学期西电嵌入式系统设计大作业

2021年下半学期西电嵌入式系统设计大作业嵌入式系统设计大作业授课老师:孙江敏学院:计算机学院学生姓名:学号:日期:2021年6月12日1 / 17嵌入式系统设计大作业1、判断题( × )1.嵌入式系统调试通常可以分为硬件级调试和在线仿真器调试。
( √ )2.在ARM处理器中,快速中断(FIQ)的优先级高于外部中断(IRQ)。
( × )3.ROM能够永久或半永久地保存数据,ROM内的数据永远不会丢失。
( √ )4.内建测试系统(BIST)是SoC片上系统的重要结构之一,JTAG测试接口是IC芯片测试方法的标准。
( × )5.VHDL的基本单元描述不包括库。
( × )6.嵌入式ARM架构的嵌入式处理器同时支持大端、小端(Big/Little-Endian)数据类型。
( × )7.嵌入式操作系统通常采用整体式内核或层次式内核的结构。
( × )8.ARM7TDMI中的T代表增强型乘法器。
( × )9.看门狗(Watch Dog)实际是一个简单的定时器,在固定时间内若正常清零,则自动复位处理器。
( √ )10.ARM-CPU由多家不同制造商生产,芯片外部提供的总线是不一致的。
( √ )11.Linux 内核稳定、功能强大并且可以裁减,因为非常适合嵌入式应用。
( √ )12.Linux 内核的中断服务程序运行于与所有进程都无关的中断上下文中。
( √ )13.Linux遵循POSIX标准,意味着绝大多数UNIX应用程序不需要任何改动就可以在Linux系统上编译且运行。
( × )14.Linux内核支持可以裁减的功能,因此它属于微内核架构。
( √ )15.Linux在fork()时采用了写时拷贝(简称COW)技术,允许父进程和子进程同时共享相同的物理页面。
( √ )16.任何一个Linux应用程序都需要调用exit()函数。
( √ )17.当前的Linux调度算法非常高效,但是查找当前最高优先级的可运行程序时,开销会随着可运行程序的多少而变化。
嵌入式系统设计大作业

嵌入式系统设计大作业1、叙述JTAG接口在嵌入式开发中的作用。
答:(1)用于烧写FLASH烧写FLASH的软件有很多种包括jatg.exe fluted flashpgm等等,但是所有这些软件都是通过jtag接口来烧写flash的,由于pc机上是没有jtag接口的,所以利用并口来传递信息给目标板的jtag接口。
所以就需要并口转jtag接口的电路。
(2)用于调试程序同时应该注意到jtag接口还可以用来调试程序。
而调试程序(如ARM开发组件中的AXD)为了通过jtag接口去调试目标板上的程序,同样是使用pc的并口转jtag接口来实现与目标板的通信。
这样,并口转jtag接口的电路就有了两种作用。
(3)仿真器根据(1)和(2)的总结,并口转jtag接口的电路是两种应用的关键,而这种电路在嵌入式开发中就叫仿真器。
并口转jtag接口的电路有很多种,有简单有复杂的,常见的仿真器有Wigger,EasyJTAG,Multi-ICE等。
这些所谓的仿真器的内部电路都是并口转jtag接口,区别只是电路不同或使用的技术不同而已。
2、叙述嵌入式平台的搭建过程,以linux为例。
答:1) 一:建立宿主机开发环境建立交叉编译的环境即在宿主机上安装与开发板相应的编译器及库函数,以便能够在宿主机上应用开发工具编译在目标板上运行的Linux引导程序,内核,文件系统和应用程序交叉编译:在特殊的环境下,把嵌入式程序代码编译成不同的CPU所对应的机器代码。
开发时使用宿主机上的交叉编译,汇编及工具形成可执行的二进制代码(该代码只能在开发板上执行),然后下载到开发板上运行2) 下载和安装arm-Linux-gcc编译工具链下载最新的arm-Linux-gcc并解压至当前目录下在系统配置文件profile中设置环境变量方法:直接在profile文件中加入搜索路径立即使新的环境变量生效:运行source命令,检查是否将路径加入到path,测试是否安装成功,编译程序,测试交叉工具链3) 配置超级终端mini mini是宿主机与目标板进行通信的终端:在宿主机Linux终端中输入:mini-s或输入mini然后按ctrl+A+O对超级终端mini进行配置,再选择串口并配置串口,最后保存即可4) 建立数据共享服务:NFS服务是Linux系统中经常使用的数据文件共享服务5) 编译嵌入式系统内核:内核配置,建立依存关系,建立内核6) 制作文件系统3、给出现今有哪些用于嵌入式开发的芯片名称,他们分别是哪些公司的产品?体系结构是什么?S3C2410X基于ARM的Sumsang;XscalePXA255/PXA270基于ARM的Intel;摩托罗拉MC基于68k;Power 601基于Power PC;MIPS32Kc基于MIPS4、现今较流行的嵌入式操作系统有哪些?答:(1) VxWorks(2)wince(3)linux(4)android(5)μC/OS-Ⅱ5、PXA270嵌入式开发板的接口有哪些?答:全双工异步串行口和硬件流控制串行口,10M标准以太网接口10M/100M标准以太网接口,USB接口,红外通讯口,音频接口,存储卡口,视频和触摸屏接口摄像头接口,RTC时钟接口,调试接口,下载接口,电源接口。
嵌入式操作系统期末大作业

2015-2016学年第一学期期末大作业课程名称嵌入式操作系统专业班级电信1304学生学号31302319学生姓名陈鸿烨任课教师王群华题序一二三四总分得分一、系统安装与NFS配置(20分)(在以下2题中任选一题,并删除另一题的题目)1.学习Linux操作系统最好的方法之一就是自己安装它,建立一个属于自己的学习平台。
请在你的电脑上安装虚拟机上,然后在虚拟机上安装Linux操作系统。
所需软件请自行从网上下载,要求写出安装步骤(可用截图配合表示),同时创建一个以自己姓名和学号命名的普通用户。
二、/etc/下的配置文件的使用(共20分)1.假设某linux系统开机默认进入图形界面。
可否更改设置每次开机进入字符界面,并且系统可以自动挂载光驱和U盘。
请说明配置过程,给出所修改的文件的代码。
(10分) /etc/fstab添加:/dev/cdrom /目录ext3 defaults 0 0/dev/sda1 /目录ext3 defaults 0 02.配置sudoers文件,实现任何普通用户都拥有关机与更改他人密码(root除外)的权限。
(10分)zucc myhost=(root) NOPASSWD /usr/bin/reboot./sur/bin/passwdroot ALL=(ALL)ALL## Allows members of the “sys” group to run networking. Software.Snun ALL=NETWORKING SOFTWARE SEQVIGES STORGE DELEGATING ROCESS三、读程题(共20分)1.分析下面的程序,简要说明整体功能,并解释每条语句。
#!/bin/bash #使用/bin/bash解释脚本val=$1 #将位置变量1赋值给变量valwhile (test $val –lt 6) #判断val的值是否小于6do touch file$val #当判断语句成立则创建文件date>>file$val #在文件的末尾追加时间val=’expr $val + 1’#在循环中用于val的增量计算done #循环结束2.分析下面的程序,简要说明整体功能,并解释每条语句。
嵌入式系统大作业

嵌入式系统大作业-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII基于嵌入式系统的车载GPS导航系统的设计1 设计目的与功能1.1 设计目的随着人们经济基础增强,安全意识增强的基础上,很多人都会选择车载GPS 导航设备,所以制造功能强大,价格低廉的车载GPS导航设备是有很大市场和发展前景的。
由于导航仪投入小,外壳模块、芯片等材料市场供应量大,这也是我选择设计车载GPS导航设备的理由。
为了满足不同用户的不同需求,我想设计一款内置四维地图系统。
1.2设计功能1提供准确无误的全3D实景导航;2附带全国沿途咨询;3具有视频、音乐播放等娱乐功能。
2.需求分析调研2.1 产品的硬件组成(型号、类型、电气特性、选择的理由等)(1)处理器:S3C2440A 400MHz,S3C2440A 是三星公司生产推出的基于ARM920T的32位RISC嵌入式微处理器,S3C2440A采用了ARM920T的内核,0.13um的CMOS标准宏单元和存储器单元。
采用ARM920T CPU内核支持ARM调试体系结构。
(2)储存模块:SDRAM , K4M561633-75 , 64MByte Nand FLASH,K9F1208G 64MByte同步动态随机存储器,工作需要同步时钟,内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准;存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失;数据不是线性依次存储,而是自由指定地址进行数据读写。
(3)音频模块:PHILIPS公司的UDA1341TS是一块功能强大的专用语音处理芯片。
本设计使用的AT91RM9200处理器具有一个IIS音频接口,此接口采用DMA方式传输数据。
用DMA接口传输数据,不仅可以降低CPU负担,还可以节省系统的软件设计时间,降低编程难度。
(4)显示模块:CH7005,是薄膜晶体有源阵列显示器。
一个LCD控制器,液晶显示屏。
功能:具有双通道DMA通道。
嵌入式大作业

嵌⼊式⼤作业嵌⼊式⼤作业项⽬名称:交通指⽰灯系统设计班级:学号:姓名:⽬录⼀、前⾔ (3)1.1、总体介绍 (3)1.2、设计要求 (3)⼆、设计原理 (3)2.1、总体原理 (3)2.2、芯⽚介绍 (4)2.3、GPIO简介 (4)2.4、寄存器介绍 (5)三、设计步骤 (6)3.1、整体程序框图 (6)3.2、程序 (6)3.3、硬件结构设计 (8)四、现象结果及分析 (10)五、设计体会 (11)六、参考⽂献 (11)⼀、前⾔1.1、总体介绍嵌⼊式系统(Embedded system),是⼀种“完全嵌⼊受控器件内部,为特定应⽤⽽设计的专⽤计算机系统”,嵌⼊式系统为控制、监视或辅助设备、机器或⽤于⼯⼚运作的设备。
与个⼈计算机这样的通⽤计算机系统不同,嵌⼊式系统通常执⾏的是带有特定要求的预先定义的任务。
由于嵌⼊式系统只针对⼀项特殊的任务,设计⼈员能够对它进⾏优化,减⼩尺⼨降低成本。
嵌⼊式系统通常进⾏⼤量⽣产,所以单个的成本节约,能够随着产量进⾏成百上千的放⼤。
随着移动设备的流⾏和发展,嵌⼊式系统已经成为⼀个热点。
它并不是最近出现的新技术,只是随着微电⼦技术和计算机技术的发展,微控制芯⽚功能越来越⼤,⽽嵌⼊微控制芯⽚的设备和系统越来越多,从⽽使得这种技术越来越引⼈注⽬。
它对软硬件的体积⼤⼩、成本、功耗和可靠性都提出了严格的要求。
嵌⼊式系统的功能越来越强⼤,实现也越来越复杂,随之出现的就是可靠性⼤⼤降低。
最近的⼀种趋势是⼀个功能强⼤的嵌⼊式系统通常需要⼀种操作系统来给予⽀持,这种操作系统是已经成熟并且稳定的,可以是嵌⼊式的Linux,WINCE等等。
本⽂所要研究的就是基于ARM嵌⼊式系统的交通灯系统的设计与实现。
1.2、设计要求(1)⽤S3C2410或者其他ARM芯⽚的GPIO设计相关电路(2)设计相关的软件并注释(3)实现⼗字路⼝2组红、绿交通灯交替显⽰。
⼆、设计原理2.1、总体原理⼀个嵌⼊式系统装置⼀般都由嵌⼊式计算机系统和执⾏装置组成,嵌⼊式计算机系统是整个嵌⼊式系统的核⼼,由硬件层、中间层、系统软件层和应⽤软件层组成。
嵌入式系统大作业报告(基础题)

目录一、需求分析 (1)1.1 意义 (1)1.2 发展情况 (1)1.3 开发的技术目的 (1)二、系统开发思想和开发环境 (1)2.1 系统开发思想 (1)2.2 开发环境 (2)2.3 采用的技术及特点 (2)三、开发模块划分及之间的接口描述和说明 (2)3.1 模块及功能 (3)3.2 模块说明(流程图) (3)3.3 接口描述 (4)四、核心代码及其说明 (5)五、程序运行 (5)5.1 运行配置 (8)5.2 运行界面 (9)六、系统优化及分析 (12)七、成员工作内容、其他需要描述的部分,如技术创新点、系统特点等 (12)八、心得体会 (12)多媒体软件一、需求分析1.1 意义多媒体技术(Multimedia Technology)是利用计算机对文本、图形、图像、声音、动画、视频等多种信息综合处理、建立逻辑关系和人机交互作用的技术。
如今,多媒体技术得到迅速发展,多媒体系统的应用更以极强的渗透力进入人类生活的各个领域,如游戏、教育、档案、图书、娱乐、艺术、股票债券、金融交易、建筑设计、家庭、通讯等等。
其中,运用最多最广泛也最早的就是电子游戏,千万青少年甚至成年人为之着迷,可见多媒体的威力。
大商场、邮局里是电子导购触摸屏也是一例,它的出现极大地方便了人们的生活。
近年来又出现了教学类多媒体产品,一对一专业级的教授,使莘莘学子受益匪浅。
正因为如此,许多有眼光的企业看到了这一形式,纷纷运用其做企业宣传之用甚至运用其交互能力加入了电子商务,自助式维护,教授使用的功能,方便了客户,促进了销售,提升了企业形象,扩展了商机,在销售和形象二方面都获益。
1.2 发展情况多媒体软件已经成为人们生活中不可或缺的必备品。
1.3 开发的技术目的图片播放器是一个简洁实用的图片自动播放软件,用于欣赏图片的播放。
通过图片播放器这个软件用户可以浏览图片文件,并且图片播放器具有放大图片和缩小图片的功能,以及旋转图片的功能。
嵌入式控制系统大作业

1、什么是嵌入式系统?答:1. 嵌入式系统是指嵌入式计算机及其应用系统,是指嵌入各种设备及应用产品内部的计算机系统,它主要完成信号控制的功能,体积小,结构紧凑,可作为一个部件埋藏于所控制的装置中,它提供用户接口、管理有关信息的输入输出、监控设备工作,使设备及应用系统有较高智能和性价比。
2. 嵌入式系统是计算机技术,通信技术,半导体技术,微电子技术,语音图象数据传输技术,甚至传感器等先进技术和具体应用对象相结合后的更新换代产品,是技术密集,投资强度大,高度分散,不断创新的知识密集型系统。
反映当代最新技术的先进水平。
3. 嵌入式系统是现代科学多学科互相融合的以应用技术产品为核心,以计算机技术为基础,以通信技术为载体,以消费类产品为对象,引入各类传感器,进入Internet网络技术的连接,从而适应应用环境的产品。
2、举例说明嵌入式的应用。
答:嵌入式系统的应用领域主要有:1. 国防工业、军事工业、兵器工业:各种武器控制(火炮控制、导弹控制、智能炸弹制导引爆装置)、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。
我国嵌入式计算机最早用于导弹控制。
2. 信息家电、民用设备:各种信息家电产品,如数字电视机、机顶盒,数码相机,VCD、DVD 音响设备,可视电话,家庭网络设备,洗衣机,网络冰箱,网络空调,智能玩具,其他消费类电子产品等3. 工业:各种智能测量仪表、智能卡、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、智能机器人、智能传感器、机电一体化机械设备、车载导航器、汽车电子设备、车辆与交通工程等。
4. 商业:各类收款机、电子秤、条形码阅读机、商用终端、银行点钞机、IC 卡输入设备、取款机、自动柜员机、自动服务终端、防盗系统、各种银行专业外围设备、智能金融器具、远程教育。
5. 办公自动化:复印机、打印机、传真机、扫描仪、其他计算机外围设备、掌上电脑、激光照排系统、安全监控设备、媒体手机、移动电话、寻呼机、个人数字助理(PDA)、变频空调设备、通信终端、程控交换机、网络浏览器、网络设备(路由器、交换机、Web server、网络接入盒等)、网络工程、录音录象及电视会议设备、数字音频广播系统等。
嵌入式系统大作业

伊犁师范学院电信学院嵌入式系统大作业题目:基于ARM的温度采集系统班级:电信学院计科08-1班学号:08080605209姓名:布阿吉热.艾买尔日期:2013-4-30一、产品设计介绍大四这一年学期学校安排了嵌入式系统及应用开发这一门心得课程,在老师的认真上课下,帮助下我们学到了好多新的知识,我们用了自己学的有关嵌入式系统的知识与参考别人的论文和网上的有些资料,并且老师的指导下成功的完成了这个大作业。
我的大作业的题目是基于ARM的温度采集系统,用自己的简单语言来介绍一下本产品的设计,本产品设计是基于嵌入式技术作为主处理器的温度采集系统,利用S3C44B0x ARM微处理器作为主控CPU,辅以单独的数据采集模块采集数据,实现了智能化的温度数据采集、传输、处理与显示等功能,并讨论了如何提高系统的速度、可靠性和可扩展性。
并解决了传统的数据采集系统由于存在响应慢、精度低、可靠性差、效率低、操作繁琐等弊端,能够完全适应现代化工业的高速发展。
做这个这个大作业的过程中遇到了好多问题在老师的指导下及自己的努力下解决了这些问题。
最后我希望把这个产品应用到这个社会,为社会的快速发展付出自己的一份力量。
二、设计内容2.1设计目的每个人做一个事情,做一个产品都有一个目的,目标。
我设计这个产品的主要目的主要是用自己学的的知识做出来一个有用的东西,虽然我做的这个产品的比较简单但他也有自己的好处用处,我的设计目标包括这些内容:注重培养综合运用所学知识、独立分析和解决实际问题的能力,培养创新意识和创新能力,并获得科学研究的基础训练。
了解所选择的ARM芯片各个引脚功能,工作方式,计数/定时,I/O口,中断等的相关原理,并巩固学习嵌入式的相关内容知识。
通过软硬件设计实现利用ARM芯片对周围环境温度信号的采集及显示。
2.2设计意义嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,且软硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。
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《嵌入式系统原理及应用》课程论文嵌入式数据库的现状和发展趋势学生姓名学号专业班级授课教师所属学院嵌入式数据库的现状和发展趋势摘要:随着计算机技术及相关技术的不断发展,嵌入式产品由于其智能化、小型化、便携式等特点,已经普遍应用于我们的生活。
这些产品通常是在计算资源、存储资源等条件受限的情况下处理大量的数据,而传统的数据库一般都是运行在各种各样的服务器或大容量的存储器上,显然把传统的数据库直接移植到嵌入式设备上是不可行的。
嵌入式数据库应运而生。
本文从嵌入式系统结构入手,阐述了嵌入式数据库的发展现状,并具体介绍了当前主流嵌入式数据库的共性、基本特点、关键技术、构件、分类,并提出了发展趋势和进一步研究的技术突破点。
关键词:嵌入式数据库、复制、缓存技术、现状、趋势引言随着计算机技术及相关技术的不断发展,嵌入式产品由于其智能化、小型化、便携式等特点,已经普遍应用于我们的生活,比如智能手机、车载导航设备、数字移动电视、机顶盒、智能控制设备等。
这些产品通常是在计算资源、存储资源等条件受限的情况下处理大量的数据,而传统的数据库一般都是运行在各种各样的服务器或大容量的存储器上,显然把传统的数据库直接移植到嵌入式设备上是不可行的。
那么如何在苛刻的条件下,充分利用有限的资源便成为了人们研究的热点。
嵌入式数据库也正是在此条件下,和嵌入式操作系统、嵌入式应用软件相伴而生的。
正文1嵌入式系统的体系结构嵌入式系统的英文叫做Embedded System, 是一种包括硬件和软件的完整的计算机系统, 但又跟通用计算机系统不同。
嵌入式系统的定义是: / 嵌入式系统是以应用为中心, 以计算机技术为基础, 并且软硬件可剪裁, 适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗有严格要求的专用计算机系统。
0嵌入式系统所用的计算机是嵌入到被控对象中的专用微处理器, 但是功能比通用计算机专门化, 具有通用计算机所不能具备的针对某个方面特别设计的、合适的运算速度、高可靠性和较低比较成本的专用计算机系统。
嵌入式数据库位于嵌入式系统的中间部分,下面有嵌入式操作系统层,当前主流的嵌入式操作系统有Windows CE;Palm OS。
Linux,VXworks,SymbianOS等平台,硬件平台主要有Dragonball,Handspring,MIPS,Hitachi SH,Power PC以及ARM处理器。
嵌入式应用软件位于嵌入式数据库之上,可以通过API函数接口,、ODBC,JDBC等与嵌入式数据库通信,来实现数据的检索、删除、添加等操作,更为重要的是要实现数据的完整性、一致性。
当前主流的嵌入式数据库,具有支持多个平台、面向多种开发语言、具有多个灵活的接口等特点,主流的嵌入式数据库有:Oracle公司的Berkeley DB、Sysbase Adaptive ServerAnywhere、Linter以及SQLite等,国内的科研机构也积极开展这方面的研究并推出了自己的产品,主要有方舟公司的Noahbase人大金仓kingbase等。
2 嵌入式数据库的基本特点嵌入式数据库和企业级数据库的发展都是一个螺旋式上升的发展过程。
但它们却有着本质的根本性的区别。
外在形式的相似性,并不能代表二者的实现方式和运用方式的相似。
嵌入性:嵌入式数据不仅可以嵌入到其它的软件中,也可以嵌入到硬件设备中,因此无论是在网络上不同计算机之间还是在同一台计算机的不同进程之间,数据库操作并不要求进程间通信,而且其对所有数据的操作都使用AP接口,不需要对某种查询语言进行解析,也不用生成解析计划。
实时性:实时性和嵌入性是分不开的,只有具有了嵌入性的数据库才能够第一时间得到系统的资源,对系统的请求在第一时间出响应。
但是,并不是具有嵌入性就一定具有实时性。
要想使嵌入式数据库具有很好的实时性,必须做很多额外的工作。
灵活性:当前的嵌入式数据库产品大多具有很强的灵活性,支持多种开发平台,面向多种开发工具,预留有灵活的开发接口。
移动性:移动性是目前在国内提的比较多的一个说法,这和目前国内移动设备的大规模应用有关。
可以这么说,具有嵌入性的数据库一定具有比较好的移动性,但是具有比较好的移动性的数据库,不一定具有嵌入性。
伸缩性:伸缩性是嵌入式数据库的必备特点,没有伸缩性就无法在较小的空间上管理大规模存储空间上的数据。
大部分嵌入式数据库可以提供线程/任务级别的引擎,使系统的伸缩空间大大扩大。
某种程度上说,嵌入式场合的数据比企业级应用的数据还要复杂,所以要支持各种类型数据(如多媒体数据和空间数据等)以外,还要支持各种数据结构,除了传统的关系型,还要能处理树状结构和网状结构。
当然,嵌入式数据库肯定要具备企业级数据库所具有的一些特点,比如,一致性是数据库所必需的特性。
通过事务、锁功能、日志记录、以及数据同步等多种技术保证数据库中各个表内的数据的一致性,同时也保证数据库和其它同步或镜像数据库内数据的一致性。
3 嵌入式数据库应用的关键技术3.1复制与缓存技术嵌入式数据库一般用于移动存储设备,而移动设备的一个显著特点是移动终端之间以及与服务器之间的连接是弱连接,即低带宽、长延迟、不稳定和经常性的断开。
复制性嵌入式数据库一般采用复制技术(上传、下载或混合)与服务器数据库进行映射,满足人们在不同时间和地点对数据的需求问题。
现在普遍采用乐观复制方法(Optimistic replication)允许用户对本地缓存上的数据副本进行操作,Ding Zhi-ming等提出了TLRSP(Transacti0n—IeveI Result-set Propagation)模型【4】。
在网络断开的情况下,嵌入式数据库在本地数据库子集进行数据操作和事务处理;待网络重新连接后再与数据库服务器或其它终端交换修改信息,并通过>中突检测和协调来恢复数据的一致性。
由于嵌入式系统的零管理特点,也就是当系统出现故障的时候,可以在没有人员干预的条件下实现自动恢复,文献【5】提出了基于功能替代的嵌入式系统恢复方法,该方法以替代作为并发控制和调度的基本单位,可以提高事务处理的成功率。
在嵌入式实时数据库中,Choi等人提出了采用双CPU的并行处理结构,一个CPU负责正常的事务处理,另一个专门负责有关恢复处理,如记录日志、做检验点以及故障后进行数据库恢复,该方法是通过改善硬件的处理性能来换取系统整体性能的改善,但该种方法在资源条件苛刻的嵌入式系统中显然是不适用的。
有人提出了基于影子的恢复技术,该技术的优点是消除了日志开销,恢复速度快,缺点是在事务生命周期内数据库需维持其更新数据页的两个版本⋯当前页和影子页【6—8】,同时需维护大量的页表指针。
该方法是通过适当的增加存储数据量来提高系统性能。
相比较而言,后者在嵌入式系统,以及嵌入式数据库恢复中应用的更多。
为了保证嵌入式数据库中数据的正确性,文献【9】引入时间有效性,当数据库实时数据真实反映对应实体对象物理环境时,这个数据在时间域内是新鲜的。
3.2事务处理技术和移动查询优化嵌入式数据库系统中的事务处理在前端可以简单化,但在整个应用系统中要结合计算环境的特征进行事务处理控制。
有效平衡用户事务和更新负载是提供满意服务的关键,文献【1 01提出Qos(Quality ofServer)技术,还提出了一种QMF方法去保证事务满足截止期的比率。
文献【11】提出了用数据版本概念去解决事务间访问数据的冲突和加强并发控制。
为了保证活动事务的顺利完成,必须设计和实现新的事务管理策略和算法。
移动查询优化是指在传统分布式数据库查询优化技术的基础上,利用多种方法消除带宽多样性、断接等因素所造成的影响,使查询引擎能够根据当前可采用网络条件采取恰当的优化算法。
文献f1 2】将移动Agent引入移动数据库的查询中,对嵌入式移动数据库查询进行优化。
文献【1 3】提出了data windowing方法,该方法能够最大限度地使用缓存中的数据,从而实现数据库查询的最优化。
在移动计算环境中,许多信息都是快速持续变化的,如移动用户的位置等。
3.3 安全性许多嵌入式产品是应用系统中的关键部分,而其中的数据库部分涉及到个人的隐私性很高,因此在防止碰撞、震动、磁场干扰、遗失、盗窃等对个人隐私数据安全的威胁上需要提供充分的安全保证性。
主要措施有:A)对终端进行认证,防止非法终端的欺骗性侵入:B)无线通信进行加密,防止数据信息泄露;C)对下载的数据副本加密存储,以防止移动终端物理丢失后的数据泄密。
4 嵌入式数据库的分类嵌入式数据库的分类方法很多,可以按照嵌入的对象不同分为:软件嵌入数据库、设备嵌入数据库、内存数据库。
也有人将它们粗略的分为:嵌入数据库、移动数据库、小型的C/S结构数据库等。
目前更被大家所接受和认可的更偏向于按照下面的方式进行划分:小型C/S数据库。
这种数据库其实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。
面向软件嵌入数据库。
它将数据库作为组件嵌入到其他的软件系统中。
一般用在对数据库的安全性、稳定性和速度要求比较高的系统中。
这种结构资源消耗低,最终用户不用维护数据库,甚至感受不到数据的存在。
面向设备嵌入数据库。
它将关系型数据库嵌入到设备当中去,作为设备数据处理的核心组件。
这种场合要求数据库有很高的实时性和稳定性,一般运行在实时性非常高的操作系统当中。
内存数据库。
数据库直接在内存内运行,数据处理更加高速,不过安全性等方面需要额外的手段来保障。
5发展趋势近年来,嵌入式数据库的研究取得不少进展,以下几个趋势值得关注:(1)智能化和主动化以往的嵌入式数据库往往是以存储为目的的被动型的数据库,只能被动地接受操作系统和应用程序的调用来执行相应的动作。
能够根据数据库中存储的情况和自身特点,适当地做出优化来满足不同条件下的应用需求的智能化、主动型嵌入式数据库是以后研究的热点。
(2)多媒体嵌入式数据库随着高档电子消费品日益受到人们的青睐,能够对视频、音频、文字、图像进行存储和快速检索的嵌入式数据库会有更大的市场,并成为人们研究的热点。
(3)时空数据库导航设备、水文、地质、地形地貌相关电子产品的快速发展,迫切需要能够同时处理时间和空间的数据库问世。
当然,除了上述所介绍的嵌入式数据库的发展方向以外,还有很多的方向,这里不逐一论述,比如说最近盛行的云嵌入式数据库等等。
那么关于嵌入式数据库具体技术的改进和升级可以从以下几点寻找突破点:(1)数据库内核由于嵌入式系统可用资源的受限性,嵌入式数据库内核的大小也是一个关键的问题,那种以牺牲数据库的功能来换取较小的内核显然是与发展趋势相背离的。
(2)数据库的可靠性嵌入式数据库的应用越来越广泛,也越来越复杂,其功能已经从传统的添加、删除等操作向对声音、视频、三维或多维数据、智能控制等方向发展,因此可靠性的提高也是至关重的一环(3)数据库的可移植性尽管目前的嵌入式数据库产品可以支持多种不同的操作系统,但在嵌入式系统开发过程中,开发人员还要充分考虑硬件平台、操作系统平台以及它们的接口定义,如果有能适用于绝大多数的操作系统平台,对硬件平台和操作系统平台透明的嵌入式数据库,势必可以大大地提高开发效率,降低开发成本。