嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)分析

張立新

（北京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，北京 100018）

信息技術(shù)的逐漸發(fā)展，眾多領(lǐng)域?qū)τ谇度胧较到y(tǒng)的應(yīng)用也越來越廣泛，由于這種需要的不斷加深，使得關(guān)于嵌入式系統(tǒng)的研究與分析也在不斷的增強(qiáng)。而文章主要是對嵌入式系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的概述，具體內(nèi)容如下。

1 嵌入式系統(tǒng)概述

一般來看，嵌入式系統(tǒng)是以三個面向?yàn)橹?，包括對?yīng)用、用戶以及產(chǎn)品這三部分的面向。因此，其應(yīng)該同具體的應(yīng)用進(jìn)行結(jié)合，從而才能夠表現(xiàn)出其生命力與優(yōu)勢。嵌入式系統(tǒng)是同應(yīng)用相結(jié)合，其專用性較強(qiáng)，并且是同實(shí)際系統(tǒng)的要求來進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)與開發(fā)。

通常來講，嵌入式系統(tǒng)的框架主要包括四部分，（1）處理器；（2）存儲器；（3）軟件；（4）輸入輸出。

根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的自身特點(diǎn)，總結(jié)出其主要的幾個優(yōu)勢，包括：

（1）系統(tǒng)內(nèi)核小。

（2）系統(tǒng)精簡。

（3）存在著較強(qiáng)的專用性。

（4）高實(shí)時的系統(tǒng)軟件是其最基礎(chǔ)性的要求。軟件需要固態(tài)存儲，從而能夠使得速度增加，以及要求高質(zhì)量與高可靠性的軟件代碼。

從當(dāng)前社會的發(fā)展?fàn)顩r來看，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的使用范圍非常寬廣，主要包括：

（1）工業(yè)控制。

（2）交通管理。

（3）信息家電。

（4）家庭智能管理。安全防火、防盜系統(tǒng)，遠(yuǎn)程點(diǎn)菜器等已經(jīng)展現(xiàn)出嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)。

（5）環(huán)境工程。借助嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，研究人員可以對地理環(huán)境特殊，監(jiān)測非常困難的區(qū)域進(jìn)行無人監(jiān)測。

（6）POS網(wǎng)絡(luò)。自動柜員機(jī)等。

（7）國防與航天。常見的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)使用的實(shí)例有：打印機(jī)、復(fù)印機(jī)等辦公設(shè)備，冷氣機(jī)、恒溫器等家用產(chǎn)品，洗衣機(jī)、微波爐等家用電器，X光機(jī)等醫(yī)療設(shè)施，多功能手表等，各種各樣的產(chǎn)品均廣泛的使用了嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，同傳統(tǒng)模式比較而言，這極大的豐富了社會生活，使得人們的生活更加的快捷、方便。

總之，數(shù)字信息社會為嵌入式產(chǎn)品打開了市場的大門，為其構(gòu)建了一個廣泛應(yīng)用的舞臺，促進(jìn)了嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，也進(jìn)一步對其提出了新的挑戰(zhàn)與要求。

2 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)

嵌入式系統(tǒng)和通用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是不相同的，因此，對嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)提出的要求相對而言就比較高。

2.1 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中的相關(guān)技術(shù)

嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)，一般是通過嵌入式交叉編譯開發(fā)境來完成，而嵌入式交叉編譯環(huán)境是由宿主機(jī)和目標(biāo)機(jī)構(gòu)成的。其中，宿主機(jī)通常是以代碼編譯、鏈接以及定址作為其主要的執(zhí)行工作的，目標(biāo)機(jī)是系統(tǒng)軟件運(yùn)行的硬件平臺。

整個系統(tǒng)開發(fā)的階段包括三個方面：

（1）編譯。該過程主要借助交叉編譯器來完成的，常用的編譯器就是C++。

（2）鏈接。編譯過程所產(chǎn)生的文件會組成一個文件，這就是所謂的鏈接。

（3）定址。一般將內(nèi)存當(dāng)中放置目標(biāo)文件的位置稱為定址，其中出現(xiàn)的文件屬于在嵌入式平臺當(dāng)中運(yùn)行的二進(jìn)制文件。

嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的整個階段當(dāng)中還存在一個至關(guān)重要的任務(wù)就是調(diào)試應(yīng)用程序。通常選擇借助宿主機(jī)—目標(biāo)機(jī)的調(diào)試辦法來對目標(biāo)機(jī)進(jìn)行應(yīng)用程序的調(diào)試工作。

2.2 嵌入式系統(tǒng)的軟件移植技術(shù)

在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程當(dāng)中，一項(xiàng)非常關(guān)鍵的技術(shù)就是軟件移植技術(shù)，它主要是通過移植協(xié)議來實(shí)現(xiàn)軟件功能的移植。而移植協(xié)議中包括幾方面的問題，有：

（1）字節(jié)順序。該部分可以分成兩方面，即大端與小端字節(jié)順序這兩個內(nèi)容。

（2）字節(jié)對齊。在嵌入式系統(tǒng)當(dāng)中，關(guān)于字節(jié)對齊的觀點(diǎn)各不相同，存在很多的爭議，因?yàn)樽止?jié)對齊存在多種方式，從而使得其沒有常規(guī)的模式，出現(xiàn)了很多不同的看法，但是為了緩解這種爭議的現(xiàn)象，以及使得軟件更加的通用，所以會借助拆包函數(shù)的辦法來處理這種問題。

（3）位段空間分配。該部分主要是通過硬件平臺來進(jìn)行確定的，位段的分配形式是不同的，可以從右到左進(jìn)行分配，也可以是反方向的，因此總會產(chǎn)生由于位段順序不相同造成系統(tǒng)數(shù)據(jù)發(fā)生問題的現(xiàn)象，而對此現(xiàn)象進(jìn)行解決的時候，通常會借助條件編譯的手段來實(shí)施編譯，并對平臺實(shí)施正確的分離。

（4）代碼優(yōu)化。因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)存在獨(dú)有的優(yōu)勢，從而使得該系統(tǒng)對軟件質(zhì)量的要求就會增加，這就需要進(jìn)行代碼的優(yōu)化處理，從而增強(qiáng)代碼率，使得代碼的體積變小，所以在軟件編寫的時候需要考慮到代碼的頻率不同，根據(jù)不同的頻率來實(shí)施分類排序，降低執(zhí)行代碼的時間，通過全局變量，減少代碼的體積，以便能夠更好的同嵌入式系統(tǒng)的空間相適應(yīng)。

3 結(jié)束語

科技水平的不斷增強(qiáng)，推動著技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的使用范疇不斷的擴(kuò)大，使得社會生活更加的方便快捷。而且隨著社會公眾對生活質(zhì)量的要求不斷提升，這就需要對嵌入式系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)與升級，以此滿足社會的需求，從而社會的發(fā)展將更進(jìn)一步。