嵌入式計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用要點初探

劉煜

摘 要 在計算機(jī)技術(shù)的推動下，嵌入式計算機(jī)的作用日益突出，應(yīng)用范圍也越來越廣。首先簡單介紹了嵌入式計算機(jī)及其特點，然后就其在運(yùn)動仿真系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】嵌入式計算機(jī) 特點 運(yùn)動仿真系統(tǒng)

計算機(jī)已遍布各個角落，在當(dāng)前社會中發(fā)揮著不可代替的作用，且計算機(jī)技術(shù)和系統(tǒng)更新速度快，是提高社會現(xiàn)代化水平的重要保障。在不斷發(fā)展中，嵌入式計算機(jī)迅速興起，應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴(kuò)大。所謂嵌入式計算機(jī)，是一種針對特定用途的系統(tǒng)，其體積、功耗等因數(shù)與普通計算機(jī)都有明顯的差別，且軟硬件可以裁剪。此系統(tǒng)配以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，用于軍事、工業(yè)、民用等領(lǐng)域，可提高工作效率，且?guī)в泄收显\斷功能，相關(guān)研究越來越多，值得推薦。

1 嵌入式計算機(jī)概述

隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷更新改進(jìn)，很多行業(yè)對其提出了更高的要求，尤其是其專用性越來越受重視。為滿足專用設(shè)備和系統(tǒng)的需要，嵌入式計算機(jī)迅速發(fā)展，不但在軍事領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，還逐漸向民用行業(yè)滲透，在計算機(jī)家族中的地位日益重要。任何設(shè)備要想提高系統(tǒng)性能和運(yùn)行效率，都需要依靠計算機(jī)技術(shù)來實現(xiàn)，這也是嵌入式計算機(jī)生存的基礎(chǔ)，它能夠在相應(yīng)的系統(tǒng)中隱藏。需注意的是，嵌入式計算機(jī)并不能算是完全獨立的，而是與專用設(shè)備系統(tǒng)相配套的設(shè)備，雖也是計算機(jī)，但往往并不具備普通計算機(jī)的全部功能。

從物理機(jī)構(gòu)的角度講，嵌入式計算機(jī)屬于宿主系統(tǒng)的一部分；從功能的角度講，它是針對系統(tǒng)的某一方面而設(shè)計的具有特殊功能的設(shè)備，用戶不能對其編程進(jìn)行改動。所以對于那些體積較小卻是獨立編程工具的計算機(jī)，其實并不屬于嵌入式計算機(jī)；相反，如果某些計算機(jī)體積較大，但只是在更大的系統(tǒng)中執(zhí)行某項任務(wù)，本身不具備獨立性，也應(yīng)屬于嵌入式計算機(jī)。按其應(yīng)用領(lǐng)域，可大致分為軍事、網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)和家用電器系統(tǒng)四類。以軍用嵌入式計算機(jī)為例，美國將手持式加固機(jī)和加固型筆記本都劃分至嵌入式計算機(jī)運(yùn)用，這很有可能成為今后的主流。此類計算機(jī)必須能夠完成雙向無線通信，包括和GPS相配合通信，能夠完成一些特定任務(wù)，這是其應(yīng)用的基礎(chǔ)條件。若能夠移動或與宿主系統(tǒng)沒有直接關(guān)聯(lián)，則不能列入嵌入式計算機(jī)應(yīng)用，所以說并非所有的應(yīng)用于軍事的筆記本都能在嵌入式計算機(jī)中列入。

2 關(guān)于嵌入式計算機(jī)的特點

2.1 接口和形式的多樣性

因為在實際中，對接收信號和控制信號處理較為復(fù)雜，且各個行業(yè)關(guān)于嵌入式計算機(jī)的接口數(shù)量、規(guī)格也有不同，所以接口要具有多樣性，以滿足不同的應(yīng)用要求。在形式方面同樣如此，應(yīng)用嵌入式計算機(jī)的設(shè)備和系統(tǒng)有著很大不同，所以要求形式的多樣性。就目前而言，有單片式嵌入、整機(jī)形式嵌入、單板嵌入等多種形式。大型系統(tǒng)往往應(yīng)用的嵌入式計算機(jī)體積較大。

2.2 專用性及綜合性強(qiáng)

嵌入式計算機(jī)集通信、電子、計算機(jī)、半導(dǎo)體等技術(shù)于一體，是一個技術(shù)密集、不斷創(chuàng)新的集成系統(tǒng)，具有較強(qiáng)的綜合性。同時它是為了滿足某種特定應(yīng)用而設(shè)計的，可將CPU中本來由其他板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部。

2.3 軟件硬件的一體化

嵌入式計算機(jī)體積通常較小，其軟件和硬件一體，且以軟件（即嵌入式系統(tǒng)主體）為主。另外，為提高運(yùn)行效率，可對其硬件軟件進(jìn)一步改革，以最小的空間實現(xiàn)更多的功能。由于具有專用性，任務(wù)對象有限，為節(jié)約成本，通常不會采用通用的CPU，所以結(jié)構(gòu)更加簡單，管理資源也比通用的計算機(jī)少。

2.4 需開發(fā)專門的工具

嵌入式計算機(jī)實時性強(qiáng)，工藝先進(jìn)，系統(tǒng)配置要求較低，但其自身并不具備自主開發(fā)能力。用戶不能在應(yīng)用中改變其程序功能，所以必須有一套相應(yīng)的開發(fā)工具和環(huán)境。

3 嵌入式計算機(jī)技術(shù)在運(yùn)動仿真系統(tǒng)中的應(yīng)用

針對那些在體積和功耗上有著嚴(yán)格要求的產(chǎn)品，往往會采用PC/104總線，在此設(shè)計的嵌入式計算機(jī)即采用的是PC/104總線結(jié)構(gòu)。除了外型結(jié)構(gòu)較小，PC/104和PC總線的硬件軟件完全兼容，在小型化設(shè)備中有著廣泛應(yīng)用。

嵌入式計算機(jī)選用某公司研發(fā)的UN0-2160產(chǎn)品，為縮短開發(fā)時間，設(shè)計為嵌入式應(yīng)用預(yù)裝平臺。同時考慮到各項任務(wù)的不同要求，還提供有豐富的通訊網(wǎng)絡(luò)接口，包括Wireless LAN，RS-232/422等。嵌入式運(yùn)動仿真系統(tǒng)采用針孔式疊層結(jié)構(gòu)，空間體積小、緊湊、易于安放，采集運(yùn)動信號的傳感器及其調(diào)理電路放在頂層。該系統(tǒng)選用的無線網(wǎng)卡為 MLAN一3325A，是一種標(biāo)準(zhǔn)PCMCIA網(wǎng)絡(luò)適配器，完全兼容IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)傳輸速率為l Mbps，能與以太網(wǎng)和PC局域網(wǎng)實現(xiàn)快速、便捷的無縫連接，傳輸距離達(dá)到270m左右，具有即插即拔、支持各種操作系統(tǒng)（win98/wince/NT20O0/XP）和低功耗等特點。

該公司的 PCM-3718HG卡是具有高性能、多功能的數(shù)據(jù)采集模塊，接于P C/104接口，提供16個單通道或8個差分式通道的12-bit A/D 轉(zhuǎn)換和數(shù)字輸入輸出。

本系統(tǒng)的無線網(wǎng)卡MLAN -3325A的I/O端口基地址為0x300H，IRQ為7，而PCM-3718HG卡的I/O端口基地址經(jīng)跳線設(shè)為 0x200H（ 原缺省為0x300H），這樣可避免與MLAN-3325A卡發(fā)生I/O端口地址沖突，IRQ為5。

4 結(jié)束語

嵌入式計算機(jī)技術(shù)是計算機(jī)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，已成為計算機(jī)技術(shù)的一個分支，在今后諸多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。為進(jìn)一步提高運(yùn)行效率，還需對此技術(shù)做進(jìn)一步完善。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市 024000endprint