嵌入式毕业论文：嵌入式系统的应用_毕业论文范文_
ARM嵌入式Web服务器Boa的软、硬件设计 毕业设计
摘要论文主要介绍了基于ARM9的嵌入式Web服务器Boa的软、硬件设计及其实现，其中硬件部分的核心是三星的S3C2410X为处理器。
最后成果形式为可以远程访问的WebServer嵌入式服务器。
Boa是一款单任务的HTTP服务器。
与其他传统的Web服务器不同的是当有连接请求到来时,它并不为每个连接单独创建进程, 也不通过复制自身进程来处理多链接。
而是通过建立HTTP请求列表来处理多路HTTP连接请求。
同时它只为CGI程序创建新的进程,这样就在最大程度上节省了系统资源,这对嵌入式系统来说至关重要。
同时它还具有自动生成目录、自动解压文件等功能。
因此, Boa在嵌入式系统中具有很高的应用价值。
关键词:ARM；Linux；嵌入式Web服务器；CGIThis paper has mainly developed the software hardware design and realization of the embedded Web server Boa based on ARM. And the core of the hardware part is S3C2410X microprocessor produced by Samsung . The final achievement is the embedded webserver which can remote visit. Boa is a single-tasking HTTP server. That means that unlike traditional webservers, it does not fork for each incoming connection, nor does it fork many copies of itself to handle multiple connections. It internally multiplexes all of the ongoing HTTP connections. And forks only for CGI programs, this is very important to embedded system. At the same time, it also has the function of automatic directory generation、automatic file gunzipping and so on. So Boa is of highly value in the embedded system application.Keywords: ARM；Linux；Embedded Web server；CGI摘要 (1)Abstract (2)目录 (3)第一章引言 (5)第二章课题背景 (6)2.1 嵌入式系统简介 (6)2.2 嵌入式系统和Linux (6)2.3 ARM9硬件平台 (7)2.3.1 ARM简介 (7)2.3.2 JXARM9-2410 ARM嵌入式教学实验系统 (8)第三章嵌入式Web服务器 (9)3.1 概述 (9)3.2 Web服务器原理 (9)3.3 嵌入式Web服务器实现原理 (9)3.3.1 TCP/IP协议 (9)3.4 嵌入式Web服务器Boa (10)3.4.1 Boa概述 (10)3.4.2 Boa的功能实现 (11)第四章CGI技术 (12)4.1 CGI概述 (12)4.2 CGI工作原理 (12)第五章建立嵌入式系统开发环境 (14)5.1 在Vmware下安装Redhat 9.0 (14)5.2 编译配置主机开发环境 (18)5.2.1 配置以太网 (18)5.2.2 安装配置tftp服务器 (19)5.2.3 配置防火墙 (21)5.2.4 配置NFS服务器 (22)5.3 JXARM9-2410中U-boot烧写 (22)5.3.1 u-boot的功能 (22)5.3.2 使用ADT IDE烧写u-boot (23)第六章系统功能的实现 (25)6.1 GCC简介 (25)6.1.1 GCC概述 (25)6.1.2 GCC基本用法 (25)6.2 Linux内核移植 (26)6.2.1 Linux内核源代码的安装 (26)6.2.2 Linux交叉编译环境的建立和使用 (27)6.2.3 Linux内核的配置和编译 (27)6.3 加载Linux内核映像 (30)6.4 Boa Web服务器的移植 (31)6.4.1 Boa Web服务器的建立 (31)6.5 Linux下动态Web页面的实现 (32)6.5.1 CGI程序分析 (32)6.5.2 Form输入的分析和解码 (34)第七章系统功能的测试 (36)7.1 测试Web服务器 (36)7.2 动态Web页面测试 (37)结束语 (40)致谢 (41)参考文献 (42)附录 (43)第一章引言随着计算机技术的发展，嵌入式系统已成为计算机领域的一格重要组成部分。
单片机技术应用于嵌入式系统
单片机技术应用于嵌入式系统随着科技的不断发展，嵌入式系统已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
嵌入式系统的核心是芯片，而单片机技术则是芯片领域中的一个重要组成部分。
本文主要讨论单片机技术在嵌入式系统中的应用。
一、单片机技术简介单片机技术是指将微处理器、存储器、时钟电路和各种输入输出接口电路集成在一块芯片上的集成电路技术。
相比于使用多个芯片的设计方案，单片机技术可以节省空间和成本，提高系统的可靠性和稳定性。
单片机技术具有以下优点：1. 集成度高：将多个电路模块集成在一起，可以减少电路板的面积，降低系统的功耗。
2. 体积小：单片机芯片越来越小，可以适用于各种小型设备中，如手持设备、智能家居等。
3. 稳定性高：单片机芯片设计精良，可以提高系统的稳定性和可靠性。
4. 易于开发：单片机芯片常用的编程语言如C语言、汇编语言等，易于开发和维护。
二、单片机技术在嵌入式系统中的应用1. 智能家居系统随着智能设备的普及，智能家居系统在家庭生活中的应用越来越广泛。
单片机技术可以应用于智能家居中的各种传感器和控制设备中，如温度传感器、红外线遥控器、空调控制器等。
通过单片机的程序设计，可以实现这些设备之间的联动控制、远程控制等功能。
2. 工业控制系统工业控制系统是一种高要求的嵌入式系统，需要具备高精度、高可靠性、高安全性等特点。
单片机技术可以应用于各种自动化控制设备中，如PLC、电机控制器、传感器等。
通过单片机的程序设计，可以实现自动化生产线的控制和监测、安全控制系统的设计和开发等功能。
3. 智能交通系统智能交通系统是现代城市中不可或缺的一部分，需要具备高精度、高速度、高可靠性等特点。
单片机技术可以应用于各种交通信号灯、交通监测设备、车辆导航系统等中。
通过单片机的程序设计，可以实现交通信号控制、交通流量监测、智能车辆导航等功能。
4. 医疗设备医疗设备是一种对精度和稳定性要求极高的嵌入式系统，需要具备高灵敏度、高精度、高安全性等特点。
《2024年基于嵌入式的多通道数据采集系统设计》范文
《基于嵌入式的多通道数据采集系统设计》篇一一、引言随着科技的不断进步，嵌入式系统在工业、医疗、军事、环境监测等领域的应用越来越广泛。
多通道数据采集系统作为嵌入式系统的重要组成部分，其设计对于提高数据采集的准确性和效率具有重要意义。
本文将介绍一种基于嵌入式的多通道数据采集系统的设计，包括其设计原理、系统架构、关键技术及实现方法。
二、系统设计原理基于嵌入式的多通道数据采集系统设计原理主要包括硬件设计和软件设计两部分。
硬件设计主要涉及传感器、嵌入式处理器、存储器等设备的选择和配置；软件设计则包括操作系统、数据采集程序、数据处理与分析程序等。
在硬件设计方面，系统需要选用合适的传感器来获取所需的数据，同时需要选用性能稳定的嵌入式处理器和足够的存储器来保证系统的运行效率和数据存储需求。
在软件设计方面，需要选用适合嵌入式系统的操作系统，并编写相应的数据采集程序和数据处理与分析程序，以实现对多通道数据的实时采集、传输、存储和分析。
三、系统架构基于嵌入式的多通道数据采集系统架构主要包括传感器模块、嵌入式处理器模块、存储器模块、通信模块和上位机模块。
传感器模块负责获取所需的数据，嵌入式处理器模块负责处理传感器的数据并进行相应的计算和分析，存储器模块用于存储处理后的数据，通信模块负责将数据传输至上位机或远程服务器，上位机模块则负责接收和处理来自嵌入式系统的数据，并进行可视化展示和进一步的分析。
四、关键技术1. 传感器技术：选用合适的传感器是保证数据采集准确性的关键。
传感器的选择应根据实际需求进行，包括测量范围、精度、响应速度等方面的考虑。
2. 嵌入式处理器技术：嵌入式处理器是整个系统的核心，其性能直接影响到系统的运行效率和数据处理能力。
因此，需要选用性能稳定、功耗低的嵌入式处理器。
3. 数据处理与分析技术：数据处理与分析程序负责对采集到的数据进行处理和分析，包括数据滤波、降噪、统计分析等。
这需要运用相关的算法和技术，以保证数据处理的速度和准确性。
嵌入式系统中的实时操作系统研究与应用
嵌入式系统中的实时操作系统研究与应用嵌入式系统是指被嵌入在其他设备中的电子计算系统。
这种系统通常具有小巧、低功耗、低成本等特点。
嵌入式系统被广泛运用于智能家居、智能交通、医疗器械、工业控制等领域。
嵌入式系统最重要的特点之一就是实时性。
实时性是指系统能够在预定的时间内，按照既定的要求完成任务。
因此，在嵌入式系统中，实时操作系统是非常重要的。
本文将围绕嵌入式系统中的实时操作系统进行研究探讨。
一、实时操作系统概述实时操作系统（RTOS）是嵌入式系统中最常见的操作系统类型之一。
RTOS是一种使得系统能够及时响应外部事件，按时完成任务的操作系统。
它具有高度的可预测性和可靠性。
RTOS常被运用于需要实时响应的设备中，如航空飞行控制系统、医疗监测设备、智能交通系统等。
与一般的操作系统不同，RTOS需要具备以下特点：1.响应速度快：实时操作系统需要及时响应任务，而且响应时间必须小于任务的时间限制。
2.可预测性：实时操作系统需要保证任务在规定时间内完成，因此必须具有可预测性。
3.可靠性：RTOS需要保证任务的可靠性，确保任务能够按时完成，不出错。
4.实时性：RTOS需要保证系统实时性，能够在规定时间内完成任务。
二、实时系统的分类按照实时性的要求，实时系统可以分为硬实时系统和软实时系统。
硬实时系统：硬实时系统对任务的响应时间有极高的要求，任务必须在严格的时间限制内完成。
举例来说，发生在航空飞行控制系统中的事件必须在极短的时间内得到响应，否则将带来灾难性的后果。
软实时系统：软实时系统对任务的响应时间要求有所放宽，任务可以在更广泛的时间范围内完成。
虽然并不是所有任务都必须在规定时间内得到响应，但是任务响应的时间超出一定的范围，也会对系统造成灾难性的后果。
通常，软实时系统和硬实时系统一同出现在一个复杂的嵌入式系统中。
三、实时操作系统的调度机制实时操作系统可以采用不同的调度策略。
常见的调度策略如下：1.先进先出调度（FIFO）：按照任务的到来顺序进行调度。
毕业论文基于单片机
毕业论文基于单片机毕业论文基于单片机的研究引言：随着科技的不断发展，单片机作为一种重要的嵌入式系统，已广泛应用于各个领域。
本文将探讨基于单片机的毕业论文研究，旨在深入了解单片机的原理、应用以及未来发展趋势。
一、单片机的原理与发展单片机是一种集成了处理器、存储器和输入输出接口的微型计算机系统。
它具有体积小、功耗低、成本低等优点，因此被广泛应用于家电、汽车、医疗设备等领域。
单片机的核心是微控制器，其内部包含了中央处理器、存储器、时钟电路等关键组件，通过编程实现各种功能。
二、基于单片机的智能家居系统设计智能家居系统是当今社会的热门话题之一。
本文将以基于单片机的智能家居系统设计为例，探讨单片机在该领域的应用。
智能家居系统通过传感器、执行器和单片机控制模块实现对家居设备的智能化控制。
通过编程，单片机可以实现对灯光、温度、安防等多个方面的控制，提高家居的舒适性和安全性。
三、基于单片机的智能交通信号灯控制系统交通拥堵问题是当今城市面临的严重挑战之一。
基于单片机的智能交通信号灯控制系统可以有效缓解交通拥堵问题。
本文将以该系统为例，探讨单片机在交通领域的应用。
通过单片机的编程，可以实现交通信号灯的智能控制，根据实时交通状况动态调整信号灯的时长，从而提高交通流畅度和效率。
四、基于单片机的医疗设备监测系统医疗设备监测系统是保障患者安全的重要组成部分。
本文将以基于单片机的医疗设备监测系统为例，探讨单片机在医疗领域的应用。
通过单片机的编程，可以实现对医疗设备的实时监测，包括心电图监测、血压监测等。
当设备出现异常情况时，单片机可以及时发出警报，提醒医护人员采取相应的措施，保障患者的安全。
五、基于单片机的智能农业系统随着人口的增长和农业生产的需求不断增加，如何提高农业生产效率成为一个重要问题。
基于单片机的智能农业系统可以实现对农田的智能化管理。
本文将以该系统为例，探讨单片机在农业领域的应用。
通过单片机的编程，可以实现对灌溉、施肥、温度等多个方面的自动控制，提高农作物的产量和品质。
嵌入式系统的特点及应用
知识文库 第23期214 嵌入式系统的特点及应用赵小凤在信息化时代下，嵌入式系统在人们日常生活的多个领域中均已得到广泛的使用，而随着计算机技术的快速发展，在对传统嵌入式系统的基础上有加以改进和完善，基于此本文就对嵌入式系统的特点进行分析，并对当前我国在嵌入式系统的应用现状进行探讨。
嵌入式系统是在计算机技术、软件技术及芯片技术发展的基础上所发展起来的，随着互联网技术与自动控制技术的结合，我国的科技水平明显提高，而对嵌入式技术的研究则是当前科技研究的核心。
嵌入式系统集软件和硬件为一体，以应用系统为核心的技术，并适用于应用系统的可靠性、功能性、功耗等诸多特点，并符合其成本与体积等性能方面的要求。
一、嵌入式系统的特点（一）嵌入式cpu嵌入式CPU目前成两极分化的特点，一种是在原有处理器的基础上进行拓展而形成嵌入式系统，而另一种则是32bit 处理器在路由器、交换机等通信领域中的应用。
与通用型计算机系统最大的不同是，嵌入式处理器通常是为特定的用户人群所设计的工作系统，具有体积小、功耗小、集成度高等，可以将通用处理器中的任务集成在芯片内部，从而促进嵌入式系统的设计逐渐向精细化和小型化方向发展，增强了其移动能力，和网络技术的联系紧密。
（二）嵌入式操作系统近年来，嵌入式操作系统也在不断的更新与完善，与原有的操作系统相比较而言，嵌入式操作系统也具有一些新特点，尤其是在嵌入式网络技术出现后，嵌入式系统迫切需要开发面向应用的嵌入式操作系统。
除了具有对文件、任务及设备驱动进行处理的功能外，还需要具有多种系统特性，如要对多种设备驱动接口具有即插即用的功能特性，系统的体系结构还要具有可剪裁、可伸缩性的特点，并为系统的体系结构提供多层次服务；在多种非计算机设备中可以得到应用，且运行效率高；其应用对象应是特定的应用系统接口，并支持某种特定的嵌入式应用系统。
（三）算法唯一性嵌入式系统的设计目的是为了完成某种特定任务的一种系统，在设计完成后则不会在进行改变。
51单片机毕业论文
51单片机毕业论文随着科技的不断发展，51单片机作为一种嵌入式系统，已经在各个领域中得到广泛应用。
本论文旨在研究51单片机的工作原理、应用和未来发展趋势，并对其在毕业设计中的应用进行探讨。
一、51单片机的工作原理51单片机，也叫AT89系列单片机，是一种基于Harvard结构的8位微控制器。
它由MCU核心、RAM、ROM、IO口、定时器、串行通信接口等基本组成部分构成。
其工作原理是通过引脚控制和内部寄存器等，实现对外设的读写、控制和数据处理等功能。
具体而言，其运作过程包括指令的获取、解码和执行等步骤。
在51单片机中，MCU核心是最核心的部分，它负责将外部接口或者其他模块的信号进行处理和控制。
RAM和ROM分别用于存储数据和程序代码。
IO口通过输入和输出电缆与外部设备进行连接，实现与外界的交互。
同时，定时器和串行通信接口等模块则进一步提升了51单片机的功能和灵活性。
二、51单片机的应用领域51单片机的应用广泛涉及电子、通信、汽车、家电等诸多行业。
以下将详细介绍几个主要应用领域：1. 智能家居51单片机可以作为控制器用于智能家居系统的设计与搭建。
通过使用51单片机，可以实现对家电设备的远程控制和监测，提高家居安全性和便利性。
2. 工业自动化在工业自动化领域，51单片机被广泛应用于工控系统的设计。
它可以通过控制模拟信号的转换和数字输入输出等功能，实现对生产线的自动控制和监测。
3. 智能交通51单片机可以用于智能交通系统中的信号灯控制、车辆计数、车牌识别等方面。
通过对车辆和交通信号的实时监控，可以实现交通流量的优化和交通事故的减少。
4. 医疗器械51单片机在医疗设备中的应用也非常广泛，如血压计、血糖仪、心电监护仪等。
它可以实现对生命体征的监测和数据处理，为医生提供准确的诊断依据。
5. 智能农业在智能农业领域，通过使用51单片机，可以实现对温度、湿度、光照等环境因素的实时监测和控制，提高农作物的产量和质量。
嵌入式毕业设计课题
嵌入式毕业设计课题【篇一：嵌入式毕业设计课题】课题一：嵌入式远程视频实时监控实现原理：通过在s3c2440 （samsung 的arm9 芯片）上植入嵌入式web 服务器boa 及嵌入式数据库sqlite ，搭建一个视频webserver ，使得pc 或者智能手机可以利用网页方式访问摄像头采集的实时视频，达到远程监控录像等应用！涉及到的知识点：①原理图，pcb ，元器件的认识，通过开发板的原理图及cpu 的datasheet 写程序；②arm 架构的理解，arm cpu 的工作原理，汇编代码级调试理解；③2440 cpu 的gpio,uart,i2c,spi,ad,watchdog,rtc ，lcd 等接口技术原理， c 代码级调试理解；④嵌入式linux（linux-2.6.30）系统工作原理，驱动框架结构以及摄像头驱动实现；⑤ 嵌入式linux（linux-2.6.30）下，webserver 的实现，包括，sdl ，mjpg-streamer 应用软件的移植。
团队组织：实现该项目可以按一下方式组队（考虑到学生可能动手能力有限，每个模块安排两个人，这样有讨论，该分配方法供参考）linux 系统部分，三个人：一个人负责硬件部分，也不是设计原理图，此人需要电子专业，要能看懂原理图，负责各个模块能在开发板正常运行；一个人负责软件部分，linux 系统编译问题，负责给第一个人完好的镜像文件；第三个人，协调软硬件，需要既懂硬件也懂软件；驱动部分，两个人：同时进行，做相同的事情，目的在于一起讨论，要看image sensor （通俗的说叫摄像头）的数据手册，搞清楚芯片工作原理，成像原理，以及参考驱动进行移植工作，会设计到信号不同，编译问题，协同工作！webserver ，两个人：在嵌入式linux 系统上搭建webserver ，涉及到一些应用软件的整合移植工作，主要是sdl,mjpg-streamer ，其中sdl 是一个非常有名的开源库，3d 就是通过它来实现的，而mjpg-streamer 是一个流媒体的开源库，实现视频流在网上的传输，这连个库在企业用得很多。
操作系统在嵌入式系统中的应用
操作系统在嵌入式系统中的应用嵌入式系统是指集成了硬件和软件的特定功能的计算机系统。
与个人计算机或服务器等大型计算机不同，嵌入式系统通常被用于特定的应用领域，如智能手机、家用电器、汽车电子等。
而在这些嵌入式系统中，操作系统起着关键的作用。
本文将探讨操作系统在嵌入式系统中的应用，并分析其重要性与挑战。
一、嵌入式系统中操作系统的重要性操作系统是嵌入式系统的灵魂和核心。
它负责管理和控制硬件资源，使嵌入式系统能够正常运行。
具体而言，操作系统承担以下几个重要任务：1.资源管理：嵌入式系统通常具有有限的资源，例如处理器、内存和外设等。
操作系统需要合理分配和管理这些资源，以满足不同的功能需求。
通过调度算法，操作系统可以控制和优化处理器的工作顺序，提高系统的响应速度和吞吐量。
2.任务调度：嵌入式系统通常需要同时处理多个任务。
操作系统通过任务调度机制，按照一定的优先级和时间片分配原则，合理安排任务的执行顺序。
这样可以确保系统的正常运行，并提高系统的并发性和效率。
3.设备驱动：嵌入式系统中常常需要与多种外部设备进行交互，如传感器、显示器、音频设备等。
操作系统提供了相应的设备驱动程序，使应用程序可以通过简单的接口与这些设备进行通信。
这减轻了应用程序的开发难度，提高了开发效率。
4.错误处理与调试：嵌入式系统的开发和运行过程中，常常会出现各种错误和异常情况。
操作系统可以提供相应的错误处理机制和调试方式，以帮助开发人员发现并解决问题。
这样可以提高系统的可靠性和可维护性。
二、嵌入式系统中操作系统的应用实例在实际应用中，操作系统在嵌入式系统中有着广泛的应用。
以下是一些常见的嵌入式系统中操作系统的应用实例：1.智能手机：作为一种典型的移动嵌入式设备，智能手机通常搭载了运行Android或iOS等操作系统。
这些操作系统提供了丰富的功能和良好的用户体验，支持多任务处理、多媒体播放、网络通信等功能，使智能手机成为了人们生活中必不可少的工具。
《2024年基于嵌入式的多通道数据采集系统设计》范文
《基于嵌入式的多通道数据采集系统设计》篇一一、引言随着科技的不断发展，嵌入式系统在工业、医疗、军事、环保等各个领域的应用越来越广泛。
其中，多通道数据采集系统作为嵌入式系统的一个重要应用方向，对于实时监控、数据分析和控制系统具有极其重要的作用。
本文将详细介绍基于嵌入式的多通道数据采集系统的设计思路、技术实现和实际应用等方面。
二、系统设计需求分析首先，我们需要明确基于嵌入式的多通道数据采集系统的设计需求。
这包括系统需要采集的数据类型、采集通道数量、采样频率、数据传输速度、实时性要求、系统稳定性等方面的要求。
此外，还需要考虑系统的硬件环境，如供电方式、体积大小、温度湿度等因素。
针对这些需求，我们可以制定相应的设计方案和技术路线。
三、系统架构设计在明确了系统需求之后，我们需要设计系统的整体架构。
基于嵌入式的多通道数据采集系统主要包括以下几个部分：1. 数据采集模块：负责从各个通道中采集数据。
根据需求，我们可以采用不同的传感器进行数据采集，如温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。
2. 嵌入式处理器模块：负责处理和计算采集到的数据。
我们可以选择适当的嵌入式处理器，如ARM、MIPS等，以实现高速数据处理和实时控制。
3. 数据存储和传输模块：负责将处理后的数据存储到本地或通过网络传输到上位机。
我们可以采用SD卡、Flash等存储设备进行本地存储，同时通过串口、网络等方式将数据传输到上位机进行进一步处理和分析。
4. 电源模块：为整个系统提供稳定的电源供应。
我们需要根据系统的功耗和供电环境选择合适的电源方案，如锂电池、电源适配器等。
四、技术实现在系统架构设计完成后，我们需要进行技术实现。
具体包括以下几个方面：1. 硬件选型与搭建：根据需求分析和技术要求，选择合适的硬件设备进行搭建。
这包括传感器、嵌入式处理器、存储设备、电源等。
2. 驱动程序开发：编写硬件设备的驱动程序，实现硬件设备的初始化、数据采集、数据处理等功能。
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嵌入式毕业论文：嵌入式系统的应用
古典文学中常见论文这个词，当代，论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章，简称为论文。
以下就是由编为您提供的嵌入式。
一、嵌入式系统及其应用概述
嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软件可编程,硬件可剪裁、重构的专用计算机系统。
该系统通常嵌入在对象环境中,并通过其在对象环境下运行的特定程序,完成对外界物理参数地采集、处理,达到对控制对象地响应或人机交互的功能。
目前,嵌入式系统的发展方向主要是解决接口多样性、适应性、灵活性和集成开发环境等的特定应用问题。
嵌入式系统应用的底层性与对象系统的紧耦合性是其显着的基本特征。
所以,最大限度的满足对象数据采集、控制、开发环境、功耗,以及适应能力、可靠性等品质因数是选择嵌入式系统的标准。
为适应技术发展需求,嵌入系统在不断追求结构紧凑、坚固可靠、技术密集、高度分散的同时,尤以不断创新为嵌入式系统的发展核心。
使嵌入系统凸现了高技术门槛,主要表现在软硬件设计的紧密相关性上,特别是构建rtos系统需透彻了解rtos的工作机制和系统资源配制,掌握底层软件、系统软件和应用软件的设计、调试方法。
随着对嵌入式系统的智能化愈加关注,现场可编程、调试、引脚配置变得非常重要和必不可少。
所以,用户可配置的sco(在片系统)已成为现阶段嵌入式系统的核心发展技术。
通过现场可编程阵列把接口应用设计和系统开发留给系统设计者,提供灵活、多样的片上电路设计平台,使电路板设计变成在片的芯片配置,将嵌入系统地设计带入了软硬件的双编程时期,进一步缩短了产品开发周期。
而下一代的在片系统还将发展成一个muc数量可缩放的集合体。
在嵌入式应用系统中,虽然高端产品不断涌现,但由于应用对象、环境的不同特点,嵌入系统的8位机产品仍因应用对象的有限响应时间、完备的集成开发环境、良好的性价比等优势仍然占据着低端应用系统
的主流地位。
cygnel公司的c8051f系列产品就充分印证了这点。
回顾嵌入式系统的发展历程,已经历了由模拟向数字的演进过程,现又逐步演变为数模并存情形。
由最初软件编程主宰的微处理器(嵌入式微处理器、数字信号处理器、单片机),到硬编程主宰的专用集成电路时代,再到今天的现场可编配置时代。
嵌入式系统的核心技术正沿着“许氏循环”的浪潮不断前行。
而配套的软件设计平台也随着科技进步在不断得到完善。
可以预期,软硬双可编程的嵌入式系统时代必会带来更加便捷的开发环境和技术支持。
二、嵌入系统的设计原则
嵌入系统设计具有很强的针对性,软硬件协同设计是系统设计的关键。
需解决好软硬件的同步与集成设计问题,要结合具体应用进行综合考虑,保证设计工作的一致性与正确性。
在针对具体应用系统的功能目标分析基础上,分解整个系统的各项功能指标和技术要求,结合系统的实时响应要求、接口功能定义与标准、嵌入芯片的处理能力、编程语言、开发环境、产品的升级与维护问题、开发投入能力、产品综合成本等多方面因素进行权衡考虑。
(一)在明确系统性能需求的基础上,细化以下考虑因素
1.系统功能实现手段的软硬件分配。
2.器(部)件选择和系统构建。
包括微处理器芯片、外围接口电路、各种驱动电路形式、器部件类型、前后向通道处理方式、人机界面和手段等。
3.控制算法设计以及软件系统的架构形式。
4.语言选择。
依据设计者熟练程度和习惯、开发环境和控制功能要求选取。
5.抗干扰问题的解决与设计。
包括软件的和硬件的、常规的和特定的。
6.实现工艺和方式。
包括印制板设计、走线安装、装配工艺、新材料或新技术的应用等。
在各实施阶段,对项目进度、关键技术的风险因素必须进行审查评估,评价软一硬件的功能设计与分配,以及实现的技术性能、工作量和时
间进度。
明确电路之间的接口参数、软一硬件功能衔接,以及项目中存在的问题和缺陷,及时发现关键部位或矛盾突出点的瓶颈问题,将隐患排除在早期设计阶段。
(二)嵌入系统中微处理器选择应考虑
1.mcu的算术、逻辑处理能力;运算速度和时钟频率;总线控制功能、中断方式和仲裁机制;ram和flashrom容量;软件加密保护。
2.外围接口功能的可重构配置能力;数据通讯模式;前后向通道类型;端口电压的适应能力等;
3.开发工具的在线调试或仿真能力;flash代码读写环境;编程语言的支持程度;代码的可移植性等。
4.电源电压;功耗等。