第一篇:嵌入式论文总结
嵌入式论文总结
所谓嵌入式系统(Embedded Systems).实际上是“嵌入式计算机系统”的简称,它是相对于通用计算机系统而言的。在有些系统里也有计算机,但是计算机是作为某个专用系统中的一个部件而存在的。像这样“嵌入”到更大、专用的系统中的计算机系统,称之为“嵌入式计算机”、“嵌入式计算机系统”或“嵌入式系统”。
在日常生活中,早已存在许多嵌入式系统的应用,如天天必用的移动电话、带在手腕上的电子表、烹调用的微波炉、办公室里的打印机、汽车里的供油喷射控制系统和防抱死刹车系统(ABS).以及现在流行的个人数字助理(PDA)、数码相机、数码摄像机等等,它们内部都有一个中央处理器CPU。
嵌入式系统无处不在,从家庭中的洗衣机、电冰箱、小汽车,到办公室中的远程会议系统等,都属于可以使用嵌入式技术进行开发和改造的产品。嵌入式系统本身是一个相对模糊的定义,一个手持的MP3和一个P(:104的微型工业控制计算机都可以认为是嵌入式系统。根据英国电气工程师协会(IEE)的定义:嵌入式系统是用来控制或监视机器、装置或工厂等大规模系统的设备。可以看出此定义是扶应用上考虑的,嵌入式系统是软件和硬件的综合体,还可以涵盖机电等附属装置。国内对嵌入式系统的一般定义是:以应用为中心.以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,从而能够适应实际应用中对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。
嵌入式系统在应用数量上远远超过了各种通用计算机。一台通用计算机的外部设备中就包含了5~10个嵌入式微处理器,键盘、硬盘、显示器、Modem、网卡、声卡、打印机、扫描仪、数码相机、集线器等均是由嵌入式处理器进行控制的。在制造工业、过程控制、通信、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等方面,嵌入式系统都有用武之地。在大型嵌入式应用系统中,为了使嵌入式开发更方便、快捷,需要具备一种稳定、安全的软件模块集合,用来管理存储器分配、中断处理、任务间通信和定时器响应,以及提供多任务处理等,这样的软件模块集合就是嵌入式操作系统。嵌入式操作系统的引入大大扩展了嵌入式系的功能,方便了应用软件的设计,但同时也占用了嵌入式系统的宝贵资源。一般在比较大型或多任务的应用场合.才考虑使用嵌入式操作系统。
早期的嵌入式系统几乎都用于控制,或多或少都有些实时要求,所以从前“嵌入式操作系统”实际上是“实时操作系统”的代名词。近年来,由于手持式计算机和掌上电脑等设备的出现,也有了许多不带实时要求的嵌入式系统。另一方面,由于C:PU速度的提高,一些原先被认为是“实时”的反应速度现在已经很普遍了,以前需要在“实时操作系统”上才能实现的应用,现在己不难在常规的操作系统上实现。在这样的背景下,“嵌入式操作系统”和“实时操作系统”就成了不同的概念和名词
嵌入式系统是应用于特定环境下、面对专业领域的应用系统,不同于通用计算机系统的多样化和适用性。它与通用计算机系统相比具有以下特点:
(l)嵌入式系统通常是面向特定应用的,一般都有实时要求。嵌入式处理器大多工作在为特定用户群所设计的系统中,通常具有功耗低、体积小、集成度高、成本低等特点,从而使嵌入式系统的设计趋于小型化、专业化,同时移动能力大大增强,与网络的耦合也越来越紧密。
(2)嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体工艺、电子技术和通信网络技术与各领域的具体应用相结合的产物。这一特点决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。
(3)嵌入式系统与具体应用有机地结合在一起,其升级换代也与具体产品同步进行。因此,嵌入式系统产品一旦进入市场,一般具有较长的生命周期。
(4)嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计,在保证稳定、安全、可靠的基础上,量体裁衣,去除冗余,力争在同样的硅片面积上实现更高的性能。这样,才能最大限度地降低应用成本。在县体应用中,对处理器的选择决定了产品的市场竞争力。(5)嵌入式系统常常还有减小功耗的要求。这一方面是为了省电,因为嵌入式系统往往以电池供电;另一方面是要减少发热量,因为嵌入式系统中常常没有风扇等排热手段。
(6)可靠性与稳定性对于嵌入式系统有着特别重要的意义,所以即使逻辑上的系统结构相同,在物理组成上也会有所不同。由于对所用元器件(包括接插件、电源等等)的质量和可靠性要求都比较高,所以元器件的平均无故障时间MTBF-(Mean Time Between F-ailure)成为关键性的参数。此外,环境温度也是需要重点考虑的参数。
嵌入式系统以应用为中心,强调体积和功能的可裁剪性,是以完成控制、监视等功能为目标的专用系统。在嵌入式应用系统中.执行任务的软硬件都嵌入在实际的设备环境中,通过专门的I/()接口和外界交换信息。它们执行的任务程序一般不由用户编制。
嵌入式系统主要用于各种信号处理与控制,目前己在国防、国民经济及社会生活各领域普遍应用操作系统OS(Operation Systems)是一组计算机程序的集合,用来有效地控制和管理计算机的硬件和软件资源,即合理地对资源进行调度,并为用户提供方便的应用接口。它为应用ARM9嵌入式系统设支持软件提供运行环境,即为程序开发者提供功能强、使用方便的开发环境。
从资源管理的角度,操作系统主要包含如下功能。1.处理器管理
对处理器进行分配,并对其运行进行有效的控制和管理。在多任务环境下,合理分配由任务共享的处理器,使CPU能满足各程序运行的需要,提高处理器的利用率,并能在恰当的时候收回分配给某任务的处理器。处理器的分配和运行都是以进程为基本单位进行的,因此对处理器的管理可以归结为对进程的管理,包括进程控制、进程同步、进程通信、作业调度和进程调度等。2.存储器管理
存储器管理的主要任务,是为多道程序的运行提供良好的环境,包括内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充等。例如,为每道程序分配必要的内存空间,使它们各得其所,且不致因互相重叠而丢失信息;不因某道程序出现异常情况而破坏其他程序的运行;方便用户使用存储器;提高存储器的利用率;能从逻辑上来扩充内存等。3.设备管理
完成用户提出的设备请求,为用户分配l/()设备;提高C.PU和l/()的利用率;提高l/()速度.方便用户使用l/()设备。设备管理包括缓冲管理、设备分配、设备处理、形成虚拟逻辑设备等。4.文件管理
在计算机中,大量的程序和毅据是以文件的形式存放的。文件管理的主要任务就是对系统文件和用户文件进行管理,方便用户的使用,保证文件的安全性。文件管理包括对文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理以及文件的共享与保护等。
5.用户接口
用户与操作系统的接口是用户能方便地使用操作系统的关键所在。用户通常只需以命令形式和系统调用即程序接口形式与系统打交道。使用图形用户接口(GUI).可以将文字、图形和图像集成在一起,用非常容易识别的图标将系统的各种功能、应用程序和文件直观地表示出来,用户可以通过鼠标来获取操作系统的服务。
随着l_inux的迅速发展,嵌入式Linux现在已经有许多版本,包括强实时的嵌入式Linux(如新墨西哥工学院的RT-I_inux和堪萨斯大学的KURT-I_inux)和一般的嵌入式Linux(如riClinux和Pocket I。lnux等)。其中.RT-Iinux通过把通常的Iinux任务优先级设为最低,而所有的实时任务的优先级都高于它,以达到既兼容通常的I。Inux任务又保证强实时性能的目的。另一种常用的嵌入式Linux是riClinux.它是针对没有MMU的处理器而设计的。它不能使用处理器的虚拟内存管理技术,对内存的访问是直接的,所有程序中访问的地址都是实际的物理地址。它专为嵌入式系统做了许多小型化的工作。
嵌入式系统与通用计算机在以下几个方面有比较明显的差别: 1.人机交互界面
嵌入式系统和通用计算机之间的最大区别就在于人机交互界面。嵌入式系统可能根本就不存在键盘、显示器等设备,它所完成的事情也可能只是监视网络情况或者传感器的变化情况,并按照事先规定好的过程及时完成相应的处理任务。2.有限的功能
嵌入式系统的功能在设计时已经定制好,在开发完成投入使用之后就不再变化。系统将反复执行这些预定好的任务,而不像通用计算机那样可以随时运行新任务。虽然嵌入式操作系统可以添加新的任务,删除旧的任务,但这样的变化对嵌入式系统而言是关键性变化,有可能会对整个系统行为产生影响。3.时间关键性和稳定性
嵌入式系统可能要求实时响应,具有严格的时序性。同时,嵌入式系统还要求有非常可靠的稳定性。其工作环境可能非常恶劣,如高温、高压、低温、潮湿等,这就要求在设计时考虑目标系统的工作环境,合理选择硬件和保护措施。软件稳定也是一个重要特征。软件系统需要经过反复测试,达到预先规定的要求才能真正投入使用。
嵌入式软件的开发与传统软件的开发有许多共同点,它继承了许多传统软件的开发习惯。由于嵌入式软件运行于特定昀目标应用环境,而该目标环境只针对特定的应用领域,所以嵌入式软件的功能比较专一,只完成预期要完成的功能。出于对系统成本方面的考虑,应用系统的C:PU、存储器、通信资源都恰到好处。嵌入式软件的开发具有其自身的特点:
在Iinux的发展历程中.Unix和Minix扮演着十分重要的角色。1990年,芬兰人Unus 'ror-valds在赫尔辛基大学接触到Unix;但是当时上机学习要排队等候很长时间,所以I。inus购买了自己的PC机,希望安装一个类似的操作系统。由于Unix的内核代码不容易得到,所以他安装了Minix。Minix是一个基于微内核技术的类似于Unix的操作系统,是Andrew Tanebaum教授利用业余时间开发的用于教学的操作系统。当时.Minix并不是完全免费的,而且Andrew Tane-baum教授不允许别人为Minix再加入其他东西,目的是为了教学的简明扼要。
第二篇:嵌入式论文
信息工程学院
课程设计报告书
专 业: 电子信息科学与技术 班 级: 0312412 学 号: 031241217 学生姓名: 肖文洲 指导教师: 刘三军
计算机专业嵌入式系统课程的研究与实践
【摘 要】随着电子技术的发展,嵌入式技术成为当今信息技术发展的主流技术。嵌入式技术作为高校计算机专业的一个新方向已被许多学校采用。本文通过对嵌入式技术的分析,提出了嵌入式系统课程体系建设的基本方法,包括专业培养计划、嵌入式系统教学实践平台建设以及嵌入式系统教学模式与教学方法创新等。【关键词】嵌入式技术;研究与实践;计算机专业
随着电子技术和信息技术的快速发展及嵌入式硬件技术与软件技术的不断成熟,嵌入式系统的应用越来越广泛,如智能家电、手机、汽车电子、网络通信及电子娱乐产品等,随之而来的是社会对嵌入式产品开发人才的需求也越来越多。因此,许多高校都开设了嵌入式系统开发方面的系列课程。由于嵌入式系统课程涉及的知识面宽、实践性强,对实验教学的要求较高,包括实验教师、硬件配置、实验项目的设置等。因此,作为对新技术研究和探索最活跃的群体,高等院校如何接受嵌入式技术带来的挑战,尽快开设嵌入式系统的相关理论与实验课程,并逐渐形成较规范的教学体系已成为一个重要的研究课题。
一、嵌入式系统教学的特点
设置嵌入式系统课程的目的是让未来的软硬件开发人员了解和掌握必要的嵌入式系统设计方法的概念、方法和工具。同时由于嵌入式系统对其他学科领域的渗透,其他相关专业的学生也有学习该课程的需求与必要。如其他电子、自动化专业都可开设相应的选修课程,在某种程度上可以提升毕业学生的竞争力、就业率。嵌入式系统课程的教学内容应包括嵌入式系统体系结构、硬件构架、软件编程及外围设备接口和驱动等,注重培养学生的设计能力和软件开发能力;尽量反映该领域近年来最新的理论与技术,使学生了解学科的最新发展。嵌入式系统课程的特点是涉及知识面广、综合性强、实践性强,并且学科发展快,因而学习难度大,难以形成一个简单明确的知识体系。同时该课程讲授难度很大,它要求教师不仅具备一般的计算机系统的软硬件知识,而且需要真正从事过嵌入式系统的开发实践,才能对嵌入式系统中的实时性等抽象概念和系统调试过程有感性认识。嵌入式系统教学主要有以下三个特点:(1)基础性。嵌入式系统技术涉及多个专业,如计算机工程、软件工程、工业自动控制、机电工程、精密仪器和电子工程等,嵌入式技术与各个专业相互渗透融合,将逐渐形成新的学科研究方向,因此,嵌入式系统可作为上述各专业的基础平台课,以强化专业基础知识。(2)综合性。嵌入式系统是软件和硬件设计的完美结合。它涉及电子信息、计算机、自动控制等诸多专业相关课程的内容,如语言、微机原理、单片机设计和操作系统等课程,有很强的综合性,因此,可以有效地对学生进行综合能力的培养。(3)实践性。嵌入式系统是理论与实践结合密切的课程。实验是嵌入式系统课程的重要组成部分,缺乏实验的嵌入式系统课程学习是纸上谈兵,因此,学生必须通过大量的实验和实践环节,来加深对嵌入式系统理论知识的理解。
二、适合计算机专业的嵌入式系统课程体系
嵌入式系统涉及电子、计算机、自动控制等诸多专业知识,专业性强,包括了操作系统、微机原理、编程语言程序设计、计算机网络和接口设计等内容,是软件、硬件的完美结合。因此,嵌入式系统的设计原理与技术不是一门课程所能讲授的,需要建立一个课程体系。
嵌入式系统本身就是计算机系统。从广义上讲,目前计算机科学与技术专业的课程体系中所设置的许多专业基础课,比如数字逻辑、C/C++程序设计、计算机网络等,对嵌入式系统设计的学习者来说同样重要。在此,只从狭义的角度探讨嵌入式系统的课程体系设置。
由于嵌入式系统涉及的知识面广、应用层面广,所以应针对嵌入式系统设计与应用的不同层面的需求,设置不同层面的课程体系。从狭义上划分,嵌入式系统课程体系可以有以下三个不同的层面: 第一层面:针对将来只是应用嵌入式系统硬件、软件平台来进行二次开发的学生而言,应侧重培养其基于某个嵌入式系统平台上(包括硬件平台和软件平台)进行应用系统设计和开发的能力。因此,针对这一层面的学生应开设以下几门主要课程: 《嵌入式实时操作系统》:选取一个具体的操作系统比如uCLinux为例,讲授嵌入式操作系统的原理及应用,重点介绍如何进行任务划分、如何编写I/ O驱动程序等。《嵌入式系统设计》:重点介绍嵌入式系统设计步骤、方法,重点介绍嵌入式应用软件的开发技术,以及嵌入式系统的测试技术及软件优化技术。《嵌入式网络技术》:重点介绍基于嵌入式环境下的网络通信技术及应用,比如I2C总线技术、USB接口技术、嵌入式Web技术等,掌握相关的通信技术及接口编程。
第二层面:针对将来从事嵌入式系统平台设计及合作开发的学生而言,除需要学习上述三门课程外,还必须开设《嵌入式系统结构》课程。该课程重点介绍某个具有代表性的嵌入式CPU(如ARM系列)的系统结构、汇编指令系统、中断管理机制、常用外围接口,使学生掌握嵌入式平台设计的基础知识。前提是学生具备数字逻辑方面的相关基础知识。对于与第一个层面相同的课程,其授课中重点也不完全一样。比如,《嵌入式操作系统》课程可以嵌入式Linux为主,重点介绍进程调度、进程间通信、内存管理和I/O驱动机制等,使学生具备进行操作系统的裁剪、移植的基本能力。
第三层面:针对将来从事SOC(systemonChip)系统设计及开发的学生而言。主要课程有数字逻辑设计与应用、电子电路原理与PCB技术、EDA技术(FPGA设计及应用)、嵌入式系统结构、嵌入式操作系统等,偏重于底层的设计。
通过以上分析可以看出,第一层至第三层分别是嵌入式系统中由软到硬、由高层至底层的三个不同应用层次,对应不同的知识结构需求。第一层偏软,对底层的系统结构及接口等要求较低,是在当前比较容易实现的一个培养方向。在计算机本科专业中,软件方向比较适合开展第一个层面的嵌入式系统教学,应用方向比较适合开展第二个层面的嵌入式系统的教学。根据以上分析,可以提出在计算机本科专业开设嵌入式系统方向需要参照的课程体 系:(1)专业基础课:嵌入式系统概论、嵌入式系统原理与接口技术。(2)专业必修课:嵌入式操作系统、嵌入式系统应用设计。
(3)专业选修课:嵌入式网络技术、嵌入式系统测试技术、嵌入式工程应用(即行业领域,如移动通信技术与应用、数字家庭网关技术等)、分布式嵌入式系统原理与设计等。
作为课程体系的一部分,实践教学是嵌入式系统教学的关键。实践教学设置的总体指导思想是:以培养创新动手能力为核心,建立“系统的多级课程实践”的实验体系,包含课程基础实验、课程设计、综合项目设计;同时,以“项目为中心”设计多层次的集中实践题目,各层次的题目难度不等,以适合不同层次的学生[4]。
(1)每门课保证至少30%以上的上机或实验学时,完成基础实验项目。(2)至少有两门课的课程设计(约两周),如ARM汇编程序设计、操作系统移植实验、LCD/触摸屏等接口实验等等。(3)至少完成一个综合课程设计(课余时间+综合实训时间共约40学时),类似于一个简单的工程项目,有设计、编程调试、性能测试等完整的步骤如手机游戏、校园导航、电子词典、嵌入式WEB服务器等。
(4)校企合作,建立实习基地,联合完成项目设计。
三、嵌入式系统课程体系在计算机专业的实践
我们在分析了企业对嵌入式人才需求的基础上,提出了“在计算机本科专业培养嵌入式系统人才”的具体实施方案,并在2007级、2008级本科生中进行了实践。
该课程定位为实验研究型。目标是通过嵌入式实验平台学习构建一个嵌入式系统的一般方法,熟悉一些常用的微处理器、存储器、外设接口并学习软硬件设计方法。掌握嵌入式操作系统,定制内核,编译下载调试,编写驱动程序和应用程序等,最后要求实现或部分实现一个具体嵌入式应用的解决方案,并在硬件平台上实现出来。
课程的主要内容包括:(1)典型嵌入式系统的基本配置、硬/软件综合设计方法和流程、应用范例。(2)硬件环境微处理器、存储器、I/O 口、外设接口和驱动、电源转换和管理、总线、硬件调试。(3)嵌入式操作系统、操作系统内核、Linux 和uCLinux、任务和任务调度、实时 OS、 GUI、API、文件系统等。(4)嵌入式网络通过和计算机网络结合, 开发基于网络接的应用。(5)软件开发过程、交叉编译、链接调试、下载、板级支持包。(6)驱动程序、设备驱动机制、按键和触摸屏驱动、网口驱动、红外、USB 驱动。
实验是嵌入式系统教学的一个比较重要的环节,实验大纲的制定是保证课程教学大纲目标实现的一个重要环节,制定出符合学生实际的实验大纲对计算机科学与技术专业培养目标的实现至关重要。按难易程度的不同,实验内容分为两个层次:基本实验与综合应用实验。基本实验目的是让学生了解嵌入式软件和硬件的一般开发环境与流程,进行基本的嵌入式程序开发。综合应用实验目的是让学生综合运用前面所学到的知识,按照指定的题目,自行设计开发嵌入式应用程序。基本实验包括嵌入式软件开发基础实验、人机接口实验、通信与音频接口实验、简单驱动程序实验和嵌入式操作系统移植实验等。对于综合应用实验,给出多个题目,选择其一,学生也可以自选题目。设备选 择 了 北 京 博 创 公 司 所 开 发 的PXA270教学实验平台,由于 PXA270 性能好,实验开发板的外围设备又很丰富,使得实验选题更加灵活。
课程设计及毕业设计中对所学知识的运用与提高在理论学习结束后,学生对嵌入式系统开发的各个环节有了较深入的理解与掌握。我们的方法是在课程设计和毕业设计中深化学习。课程设计中,结合实验用开发平台,选择了如MP3模拟控制系统等在实际中真正是嵌入式大行其道的应用领域。在毕业设计中,我们布置了诸如“嵌入式智能控制器”,“嵌入式音频控制器”,“内核裁减”设计等工作,这些设计要求学生从软硬件协同设计到软硬件的测试方法等有深刻的掌握。还有组织学生参加大学生嵌入式设计竞赛等教学活动。
四、结束语
随着嵌入式应用的迅猛发展,企业对嵌入式人才需求的缺口越来越大,越来越多的高校开始加强嵌入式系统的教学和科研,培养更多的适应社会需求嵌入式系统人才。本文所设置的针对计算机本科专业的嵌入式系统课程体系,融合了企业的需求和计算机专业的特点,符合实际应用。针对两年实践中存在的问题,在以后的教学中将不断完善。
参考文献:
[1]田泽.嵌入式系统开发与应用教程[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005.[2]符意德.嵌入式系统教学及实验内容的探讨[J].军工高
[3]贾志平.嵌入式系统原理与接口技术[M].北京:清华大学出版社,2004.[4]柳翔.嵌入式软件工程人才培养的探索与实践[J].计算机教育,2005,5.
第三篇:嵌入式课程论文
研究生课程论文
论文题目: 无线传感网络中的定位算法综述
学 院: 信息科学技术学院 专 业: 仪器仪表工程
班 级: 81430 学 号: 8143035 学生姓名:
沈天颖
二○一五 年 一 月 十 日
无线传感器网络(WSN)是一个多学科的研究领域,具有很广泛的应用前景,其中,WSN的定位是非常重要的研究方向。本课程论主要对WSN定位研究进行了归纳和总结。将每种定位算法按照需不需要测距分为两大类,而且在具体算法中讨论了其以下几个特征,包括:需要/不需要锚节点、集中式/分布式、固定/移动等。
质心定位算法
DV-Hop算法
MDS-MAP算法
分簇算法
改进的无线传感器网络节点定位算法
第四篇:嵌入式总结
一、嵌入式系统原理与应用课程总结
这个学期我学习了《嵌入式原理与应用》这门课程,虽然这个学期马上就要结束了,对嵌入式的学习也要告一段落了,但是我觉得收获还是很大的。学期开始,我开始学习《嵌入式系统及应用》,由于初次接触嵌入式系统,感觉蛮难的,所以收获不是很大,很多的概念都比较模糊,真是茫然无从下手。虽然一个学期的学习时间不是很长,但是我觉得对嵌入式系统也已经有了一个大致的概念。对它的历史发展与今后展望都有了一定的了解。嵌入式技术的掌握是需要一个过程的,对嵌入式技术的全面掌握是有相当难度的。如果要真正掌握的话还是需要一步步积累才能熟练掌握的,所以我们还要自己多加学习,不断地回顾以前学到的知识,也要吸收新的概念与技术,使自己的学习目标更加明确,学习方法更加完善,也体会到软件开发的乐趣,更加清楚的认识到自己在软件开发学习上的一些不足之处,并且不断改进以提高自己。
通过这门课程的学习,我了解到了嵌入式系统是一种为特定设备服务,软硬件可裁剪的计算机系统,其英文名称是Embedded System。嵌入式系统的范围很广,特点是形式变化多样、体积小,可以灵活地适应各种设备的需求。嵌入式系统的一些例子:手机、汽车、ATM、数字电视、医疗仪器等等。嵌入式系统本身是一个相对模糊的定义,一个手持的MP3和一个PC104的微型工业控制计算机都可以认为是嵌入式系统。总体来说,嵌入式系统是“用于控制,监视或者辅助操作机器和设备的装备”。一个典型的桌面Linux系统包括3个主要的软件层---linux内核、C库和应用程序代码。内核是唯一可以完全控制硬件的层,内核驱动程序代表应用程序与硬件之间进行会话。内核之上是C库,负责把POSIX API转换为内核可以识别的形式,然后调用内核,从应用程序向内核传递参数。应用程序依靠驱动内核来完成特定的任务。嵌入式系统的发展是从电子计算机诞生以来,计算机的发展有两个方向:一个方向是体积大型化、处理能力超强的大型计算机;另一个是向体积小型化,功能多样化的方向发展。嵌入式微控制器,即传统意义上的单片机,是目前嵌入式系统的前身。一般都是8位或者16位。嵌入式微处理器,单片机的发展时间较早,处理能力很低,只能应用在一些相对简单的控制领域。嵌入式微处理器是近几年随着大规模集成电路发展同步发展起来的。与单片机相比,嵌入式微处理器的处理能力更强,主流的嵌入式微处理器都是32位的。嵌入式微处理器在一个芯片上集成了复杂的功能,有的还把常见的外部设备控制器也集成到芯片内部。未来嵌入式系统的发展方向,随着微电子技术的发展和电子制造工艺的进步,嵌入式系统硬件的体积会不断缩小,系统稳定性也在不断增强,可以把更多功能集成到一个芯片上;同时功耗方面也不断降低。随着网络的普及和IPv6技术的应用,IPv6技术主要解决了IPv4的IP地址数目紧缺的现状,越来越多的嵌入式设备也会加入到网络中。典型的嵌入式系统的组成,嵌入式系统包括硬件和软件。硬件包括了嵌入式微处理器和嵌入式微控制器以及一些外围元器件和外部设备;软件包括了嵌入式操作系统和应用软件。嵌入式系统硬件种类繁多,有许多硬件和软件的解决方案,不同嵌入式系统软硬件很难兼容,软件必须修改而硬件必须重新设计才能使用。不仅如此,我们还要对软件硬件都有所了解才可以逐渐有所领悟。软件和硬件都是学习嵌入式系统必不可少的方面。其实我现在仍旧觉得在嵌入式系统这个博大精深的领域,我还有太多太多不懂的地方,需要学习的还有很读。嵌入式软件开发应用广泛而且前景很好,目前正处于人才紧缺的关口,嵌入式技术在未来能够得到更加广泛的应用。学好嵌入式,C语言很重要,所以感觉自己有必要在学习、积累一下这方面的知识。很多东西的学习不死一帆风顺也是比较耗时的,嵌入式也不例外,要想学好还必须下大力气,还必须坚持。这次的课程让我明确了一点:嵌入式开发对于提升我们的系统知识有很大的帮助,尤其是操作系统的知识。嵌入式系统开发对于我们的知识面要求非常的广,且要有一定的深度。,平时上完理论课很少有时间上机进行时间或者隔几天才上机练习,等到上机时一些东西可能遗忘了,比较耗费时间。在课上,有老师在前面演示我们感觉看得懂或感觉没问题,可轮到我们独立完成的时候,因为实际操作的少,跟着问题就来了。有些即使老师讲了很多遍的问题,我们不会,老师还是会走进我们给我们耐心的指导,还给我们讲一些学习的方法,一些软件开发需要注意的细节,让我们知道自己在哪方面不足,需要加强,也让我们了解到哪些需要认真的学习,那些是重点,不是没有方向的乱学一通,结果什么也学不好。经过这次的课程,我真真确确地感受到了嵌入式在我们生活中工作中的运用,这些软件、程序能让我们提高工作的效率,更直观更便捷的切入主题。当然,在学习的过程中并不是一帆风顺的,在这之中,因为要操作的东西很多,有时错一步,后面的结果就无法显示,而自己的水平根本检查不出来是哪里出了错。这时候,老师都会耐心的过来帮助我们一起去解决。在平时我们就需要好好的查阅书籍或者上网搜集相关资料去解决问题。
在了解了基础知识的情况下,我们还同步地进行了上机操作,当然,其中遇到很多的难题,很多东西都是第一次接触,又没有很多的指导操作,主要还是要凭借自己去摸索练习。其中的困难可想而知。然而坚持就是胜利,只要坚持做下去。通过这学期的实验课程,我感觉收获还是蛮多的。可能我对于嵌入式的知识学习的还是不太多,但是这之外的东西收获颇丰。它让我学会了如何通过自己的努力去认知一个新事物,更重要的是端正自己的学习态度,只有真正下功夫去学习,才能有收获,正所谓“一份耕耘,一份收获”。没有付出,何谈回报呢?再者,通过这学期的实验课程,我也学会了如何去分析问题,如何找出自己设计中的不足,继而去排除解决问题,这就是一个自我学习的过程。当我们通过实验去学习理论知识时,自己动手得出的结论,不仅能加深我们对嵌入式的理解,更能加深我们对此的记忆。
其实,我觉得最大的收获不仅仅是我学习到了多少知识,还有学习给我的感悟。首先是心态。一定要有一个积极的心态,独立解决问题的意识,培养扎实基础的认识。不要什么东西都感觉跟简单,很多东西可能是看似简单,就不去做了或者不屑一做,以至于性网上搜搜就可以了,这样很不好。有自己的东西有自己的付出才会有程序运行成功时的喜悦和小自豪,这样也有助于培养自己的兴趣。要时刻牢记态度决定一切。其次是兴趣,感觉学习工作中兴趣很关键,只是一个引发人积极性的问题,有了兴趣就自觉了,效率自然就高了。再次要敢于尝试和挑战。不要安于现成的程序,而且不要害怕失败,在程序调试的过程中这点尤为重要,“发现出问题然后解决问题”是一个积累经验的过程,而且很高效。最后要不懈追求。对于源代码进行不断的完善,要尽可能的实现课题所要求的功能。对于初学者或者开发较少的人来说,大量大写程序还是有必要的,但同时要注意思考,理解其实现的内在意义。还可以自己添加一些有意义的功能来实现。当看到自己编写的程序正常运行时,兴趣也会随之而来,乐此不疲,形成一个良性循环。我相信在以后的学习工作中,我也会端正自己的学习态度,一丝不苟的去对待每一件事。只有做好足够的准备,才能事半功倍!
第五篇:嵌入式浏览器论文
嵌入式浏览器
摘要:近几年,嵌入式市场迅速崛起,随着网络技术的迅猛发展,浏览器成为了很多嵌入式系统必不可少的一部分。许多公司都投入到了嵌入式浏览器的研究和开发中。本文简要介绍嵌入式浏览器的的基本概念及其现状和发展情况。
关键字:嵌入式系统、浏览器
1.嵌入式浏览器的概述 1.1嵌入式系统
所谓嵌入式系统就是指以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统非常的多样化,不同的系统差别是非常大的。
它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统和用户应用程序等四个部分组成。可以实现对其他设备的控制、监视或管理等功能,广泛应用于消费电子和通信领域,是最具有时代特征的嵌入式产品是因特网上的信息家电。
1.2浏览器
浏览器是指可以显示网页服务器或者文件系统的HTML文件内容,并让用户与这些文件交互的一种软件。网页浏览器主要通过HTTP协议与网页服务器交互并获取网页,这些网页由URL指定,文件格式通常为HTML,并由MIME在HTTP协议中指明。一个网页中可以包括多个文档,每个文档都是分别从服务器获取的。大部分的浏览器本身支持除了HTML之外的广泛的格式,例如JPEG、PNG、GIF等图像格式,并且能够扩展支持众多的插件。另外,许多浏览器还支持其他的URL类型及其相应的协议,如FTP、Gopher、HTTPS(HTTP协议的加密版本)。HTTP内容类型和URL协议规范允许网页设计者在网页中嵌入图像、动画、视频、声音、流媒体等。常见的网页浏览器包括微软的Internet Explorer、Mozilla的Firefox、Apple的Safari、Google Chrome、GreenBrowser浏览器、Avant 浏览器、360安全浏览器等等。
1.3嵌入式浏览器
在当今的信息社会里,网络无处不在。嵌入式系统发展到一定阶段后,网络成为了系统中的重要组成部分,并且需求越来越大。针对嵌入式系统的浏览器应运而生。嵌入式浏览器从功能上、技术上来说,和桌面系统中使用的浏览器没有什么大的区别。但由于它处于嵌入式的特殊环境中,拥有了一些自身的独特之处。
嵌入式浏览器的发展依赖于嵌入式软硬件技术和网络通信技术的发展。在过去,嵌入式硬件的发展使得它与网络技术的结合成为可能;在将来,它的发展又会不断减轻硬件限制带给嵌入式浏览器的发展障碍。嵌入式浏览器和嵌入式操作系统的关系是非常密切的,甚至是不可分割的。嵌入式浏览器是嵌入式操作系统中最重要的应用软件,甚至可能成为唯一直接支持的应用软件。其它的应用都可以通过Plug—In接口或直接用HTML、JavaScript及其扩展语言来实现。网络通信是嵌入式浏览器所依赖的最关键的技术之一。另外,网络通信技术也带动了智能手机、机顶盒和其它嵌入式网络终端的发展,从而极大的扩展了嵌入式浏览器的应用。
2.嵌入式浏览器的特点
嵌入式浏览器从功能上和核心技术上来说和桌面浏览器很相似,但是其特殊的运行环境决定了它在很多方面跟后者的不同。
(1)硬件要求低,占用空间小
嵌入式浏览器应用于数字电视机项盒、掌上电脑、车载GPS等各种信息电器和便携式网络终端中。这些设备的处理器速度相对低很多,并且没有浮点运算器,因此,浏览器在运行时不能太耗资源。另外,嵌入式设备的内存很小并且无存储量大的硬盘等设备,这就决定了嵌入式浏览器不可能有着桌面浏览器那样庞大的体积。
(2)易于移植
嵌入式系统具有分散性、多样性的特点,进行应用开发时在芯片选择、系统功能定义、显示设备特性、内存限制等方面会有许多不同的要求。所以,在现实中,没有一种嵌入式浏览器可以直接满足所有嵌入式平台的要求。在商业应用中,也不可能针对每一个平台都去开发一款新的浏览器。因此,嵌入式浏览器接口定义清晰、平台相关性小、容易移植显得尤为重要。(3)模块化、功能可定制
浏览器各个相对独立的功能分开,各模块之间通过接口相相互调用。这有利于软件的可裁减性和定制性,并且为浏览器的调试、维护、局部优化和升级等提供了极大的便利。
(4)运行稳定,容错性好
嵌入式软件一般发行量大,并且售出后维护困难,所以,必须确保良好的运行稳定性。3.嵌入式浏览器的现状
综观目前国际上的嵌入式浏览器产品,己经有一些成熟的商业化产品。而 大多基于开源代码的嵌入式浏览器,则由于缺乏足够的技术支持,一般都不够成熟,实用化程度不高。不过目前随着嵌入式浏览器越来越得到广泛的应用,己经有许多的开源浏览器在不同平台上得到了成功的移植和应用。总的来说,主要有以下相关嵌入式浏览器:(1)Access Netfront NetFront是Internet设备最流行的嵌入式浏览器之一。自它1995年问世以来,已被用在了50多种不同的Internet设备中,包括:Internet电视、PDA、机顶盒、汽车导航系统、迷你电话、web/screen电话、视频游戏控制台等。NetFront在有限的空间里,有很高的运行效率。它由许多的标准模块组成,包括:web browser, Internet mail, PPP驱动、TCP / IP模块、及其他Internet访问模块。通过添加可选模块,可以扩展NetFront的功能,包括:Java-V M、手写识别模块、SSL模块、动画模块、流视频/音频模块等。NetFront的内核小于220KB,它的模块化和可升级的设计,使得设备制造商可以只选择特定需要的功能。这使得他们拥有了一个具有全部功能、且高性能的嵌入式浏览器系统。它只要2.OMB的RAM和LOMB的ROM。NetFront2.5完全支持HTML3.2、部分HTML4.0、Frames、JavaScript、Cookies、Web-printing、和多种语言。采用独立的用户界面层,设备制造商可以设计自己独特的界面,使浏览器看起来像是专为他们的产品设计的。(2)ViewML ViewML(Viewable Markup Language)浏览器是第一个免费的,Open source的Web浏览器,专门针对嵌入式Linux平台进行开发。ViewML的源代码是公开的,任何人都可以为它开发新的功能或是对它进行维护。嵌入式Linux的研究成果也会对它的发展产生促进作用。它的产生加快了带有浏览器的设备的开发和应用。例如,掌上电脑,导航系统、迷你电话和机顶盒等。现在,包括界面的ViewML浏览器需要2.1 MB的RAM。当有磁盘镜象时,仅需要760K。它的第一个版本支持HTML3.2、用户界面和基本的JavaScript解释器。它基于KDE的kfm(kde file manager)和FLTK(fast light tool kit),可以在标准的X窗口系统和Microwindows嵌入式窗口系统下运行。它提供给了OEM高质量的,小尺寸的浏览器。
(3)iPanel iPanel嵌入式浏览器由深圳茁壮网络公司开发,得到包括国内外众多专业芯片供应商、设备厂商的测试和移植使用,被认为是世界上最优秀的嵌入式浏览器之一。iPanel支持HTML4.0、HTTP1.1、JavaScriptl.3、SSL3.0和DHTML、TVHTML等格式。针对电视显示设计了特有的字体识别优化显示和抗闪烁算法,完全支持包括中文、日文、韩文等双字节语言。占用存储空间小,全部主体400KB,只需1 MB的Flash、1.5-2MB的RAM。对硬件要求低,CPU的速率可低至200MIPS,一般可在33MHz主频以上的CPU下运行。另外由于iPanel浏览器是完全基于嵌入式系统环境设计的,因而有非常好的可移植性。
(4)ZEN 一个并不知名的嵌入式浏览器,但却十分优秀,开放源码项目,不仅支持表格,支持多种图像格式(GIF、PNG、JPEG三种),而且在设计上很有特色,ZEN浏览器基于非常理想的模块化结构而设计,根据功能将ZEN清晰地分为网络模块、解析模块、布局模块、UI接口模块等。其中,还将涉及到GUI平台的部分独立出来,支持GTK、OFBIS两种图形GUI,用户可以通过配置采用不同的GUI平台运行,而无须对整个软件进行修改。Zen的代码量很小,其内核编译后的二进制版本可以达到300K左右,运行速度快。缺点是网络功能比较弱,没有缓冲功能。另外不支持边下载边显示的技术,所以用户等待时间可能较长。
此外,还有其它商用嵌入式浏览器:Spyglass Device Mosaic, PlanetWeb、ThriveiPanel、中科院的CASS、Teknema Browser、EBSNet Microbrowser、EnReacheBrowser、Light of Adamas、ICE Browser、Espial Escape等等,上述产品除CASS和ThriveiPanel外,大都还不支持汉字显示。
4.嵌入式浏览器的发展前景
近几年,嵌入式市场迅速崛起,许多大大小小的公司都相继投入其中,出现了一些己经商业化的产品。但没有任何一个产品,能够像Microsoft的Internet Explorer和Netscape的Navigator在PC市场中一样,占垄断地位。在嵌入式的世界里,完美的HTML显示不是必须的。好的技术应该是能够像显示老的文本格式一样,简洁的显示现在的网页。如,在蜂窝电话或者Internet设备(IAs)中,用户需要迅速访问股票报价、体育比赛结果、全球定位数据等等。嵌入式浏览器要能够灵活的根据具体应用进行定制。商家根据各自不同的侧重点,发展着自己的产品。
多样的需求为众多商家的发展提供了机会,他们投身到嵌入式市场中,促进了技术的进步、市场的发展。嵌入式浏览器的技术仍然在向前发展着,除了继续跟随HTML、HTTP、SSL、JavaScript等协议或语言的新版本,继续升级以及支持更多的应用外,还在继续拓展着其他的应用模式和领域。如,浏览器技术和数字电视机顶盒技术集成,实现完整的数字电视软件平台。浏览器技术和Java技术的结合,解决实时性强的动态视频处理。把浏览器技术应用到更多传统的电器领域,以提供交互式的应用等等。这些都是很好的发展方向,有着很好的发展前景。
5.结束语
随着信息技术的飞速发展和互联网的广泛运用,体积更小,速度更快,功能用户化的嵌入式浏览器,将使强调功能全面的Netscape和IE浏览器显得越来越笨拙。尽管微软仍然占据着个人电脑专用互联网浏览器的主要份额,但越来越多的专业人士认为,迅速崛起的嵌入市场将成为讲来主流浏览器。在云时代迅速到来之际,嵌入式浏览器将得到越来越广泛的运用和发展。
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