簡論單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)的低消耗設(shè)計(jì)

摘要：嵌入式系統(tǒng)低消耗設(shè)計(jì)為很多的設(shè)計(jì)人員帶來了問題，主要原因是嵌入式系統(tǒng)的設(shè)備本身具有體積和質(zhì)量上的制約，本篇文章分析了單片機(jī)的嵌入式的系統(tǒng)子在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式和想法上，分析探究了嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并且提出了單片機(jī)嵌入系統(tǒng)軟件編碼在實(shí)現(xiàn)過程中的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng) 低消耗 單片機(jī)

中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）02（b）-0069-01

近些年來經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為電子信息中的重要組成部分，隨著手機(jī)、GPS等新興產(chǎn)品的應(yīng)用，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)也將會(huì)成為軟件工程師比較關(guān)注的話題。嵌入式系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)相互結(jié)合起來，決定了嵌入式操作系統(tǒng)的技術(shù)上的集中和資金的集中，并且不斷的開創(chuàng)知識(shí)的密集的系統(tǒng)。單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)中低消耗的設(shè)計(jì)也是很多得設(shè)計(jì)人員必須面對(duì)的問題，主要的原因是嵌入式系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用在便攜式和可移動(dòng)性比較強(qiáng)的產(chǎn)品上，但是這些產(chǎn)品不是一直都有充足的電源供給，通常是靠電池供給的。

1.嵌入式操作系統(tǒng)在設(shè)計(jì)方法

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在硬件中的大面積的提高，為單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的建立提供了根本的條件，具有高性質(zhì)的EDA的開發(fā)創(chuàng)造得到了長時(shí)間以來始終的改進(jìn)和發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的軟件在突飛猛進(jìn)的更新與進(jìn)步，這也為單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)的嵌入式的軟件充分的應(yīng)用帶來了或者是比較高效益和利潤的開發(fā)開發(fā)平臺(tái)。這些主要的原因都可以推進(jìn)單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中方法和想法上的進(jìn)一步的改變。

我們以PCB、CAD軟件和ICE為主要的設(shè)計(jì)的思路合和方法，這同時(shí)也為我國當(dāng)今信息化的社會(huì)中單片機(jī)系統(tǒng)的專業(yè)的設(shè)計(jì)人員始終在采用和使用的方法，主要的實(shí)施步驟是先進(jìn)行抽象的操作最后具體的實(shí)施方法。抽象的系統(tǒng)設(shè)計(jì)是按照單片機(jī)嵌入式軟件系統(tǒng)的實(shí)時(shí)的應(yīng)用進(jìn)而來實(shí)現(xiàn)的必要的要求和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)嵌入式系統(tǒng)的操作功能進(jìn)行了系統(tǒng)化的分離，分成了若干個(gè)不同種類功能的模塊，并且嵌入式系統(tǒng)中畫出系統(tǒng)的功能實(shí)施設(shè)計(jì)圖，對(duì)系統(tǒng)功能區(qū)的模塊進(jìn)行硬件和系統(tǒng)中的軟件在分配分工。嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的主要內(nèi)容包括系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)和硬件設(shè)施的設(shè)計(jì)。硬件設(shè)施設(shè)計(jì)的主要原理主要是按照性能的數(shù)據(jù)參數(shù)對(duì)每一個(gè)功能模塊中的系統(tǒng)構(gòu)件進(jìn)行的選擇和重新組合，當(dāng)今社會(huì)市當(dāng)中可以購買到適用的，性能價(jià)格比較高的構(gòu)件，當(dāng)做單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)軟件在選擇的根本的前提條件。系統(tǒng)軟件中的設(shè)計(jì)工作主要的內(nèi)容包括任務(wù)數(shù)據(jù)分析、資源信息配置、功能模塊的細(xì)分、設(shè)計(jì)的程序和代碼的調(diào)節(jié)等等。

EDA工具軟件和RTOS的設(shè)計(jì)方法是：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可通用編程半制邏輯器產(chǎn)生。在硬件設(shè)施上的設(shè)計(jì)上，可采用并非制定的器件把原先傳統(tǒng)的器件利用印刷制作線板路相互連接的邏輯器制成集成電路，可以使印制板的布局的復(fù)雜性轉(zhuǎn)化為半定制器件的復(fù)雜性。半定制器件設(shè)計(jì)不要求設(shè)計(jì)人員有半導(dǎo)體工藝和集成電路的布局經(jīng)驗(yàn)。半定制器件規(guī)模的不斷擴(kuò)大，可集成器件逐漸增多，這也時(shí)印制板器件線路、配置進(jìn)而調(diào)試的費(fèi)用愈來愈少，使印制板的面積和插件的數(shù)量大大的減少降低了系統(tǒng)的成本，增加了可編程應(yīng)用系統(tǒng)的靈活性，最顯著的是大大降低了嵌入式系統(tǒng)的功耗，進(jìn)而提高的系統(tǒng)的工作速率，提高系統(tǒng)的可靠性和安全性。

2.單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

單片機(jī)系統(tǒng)作為嵌入式操作系統(tǒng)中的主要控制環(huán)節(jié)，它的軟件設(shè)計(jì)通常是一個(gè)非常細(xì)小的比較實(shí)時(shí)的操作軟件系統(tǒng)，大多數(shù)軟件是為了程序當(dāng)中的某種應(yīng)用系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的而成的。系統(tǒng)的編制程序在實(shí)時(shí)的操作過程中，對(duì)信息資料的處理的時(shí)候，就應(yīng)該要求迅速的的根據(jù)外部的變化對(duì)時(shí)間進(jìn)行處理。實(shí)時(shí)性能的單片機(jī)嵌入式操作系統(tǒng)它按照應(yīng)用程序的操作系統(tǒng)的中的提供的要求產(chǎn)生的。通常的情況下我們可以說，微型機(jī)器的系統(tǒng)控制器（也就是單片機(jī)嵌入式的MCU）它，是一個(gè)單片密集的操作式的系統(tǒng)，可以將計(jì)算機(jī)軟件當(dāng)中所需要的外部的設(shè)施，例如軟件當(dāng)中的程序和信息數(shù)據(jù)當(dāng)中的存儲(chǔ)信息的管理器、端口和集成系統(tǒng)中的芯片。從硬件這一方面上來說，單片機(jī)在它的系統(tǒng)使用上，其實(shí)是分時(shí)這種操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)這一操作系統(tǒng)皆無法進(jìn)行一系列比較的?？墒?，在單片機(jī)這樣的設(shè)計(jì)之中，關(guān)于設(shè)計(jì)人員們對(duì)于這最終的具體要求其實(shí)還是很明確的，可以利用一些來自環(huán)境上的相對(duì)的固定特征，為單片機(jī)這一嵌入式系統(tǒng)在它的實(shí)時(shí)上具體操作問題以及設(shè)計(jì)提供了相應(yīng)的例如以及可能性。

嵌入式這種操作系統(tǒng)其實(shí)是嵌入式之中的核心，更是應(yīng)用系統(tǒng)的靈魂，它承擔(dān)著不僅是來自各種任務(wù)的調(diào)配、控制亦或者是同步以及資源的管理等，這些重要的任務(wù)都需要它才可以。嵌入式的這種操作系統(tǒng)和其他別的操作系統(tǒng)進(jìn)行比較的話，有微內(nèi)核，而它并沒有SHELL和圖形的接口等，其他的功能其實(shí)是可以去掉。一般情況來講，操作系統(tǒng)以及它的應(yīng)用程序其實(shí)是緊密相連的，運(yùn)行在同一個(gè)空間中，嵌入式系統(tǒng)存儲(chǔ)空間較小，一般也都是使用它在實(shí)際上的物理地址，存儲(chǔ)管理這種模塊相對(duì)來說是比較簡單，內(nèi)核的體積也在減小，可以使它的內(nèi)核成為自己的微內(nèi)核。

3.單片機(jī)在嵌入式這一系統(tǒng)的軟件上，它自身關(guān)于編碼的相關(guān)設(shè)計(jì)

嵌入式系統(tǒng)的這一軟件在它的開發(fā)上，一定要經(jīng)過詳盡的分析以及功能上相關(guān)細(xì)致的設(shè)計(jì)、在結(jié)構(gòu)上的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)進(jìn)而編碼的實(shí)現(xiàn)階段，它和那些普通的臺(tái)式機(jī)在軟件上相比，其實(shí)是在開發(fā)的形式上是不同的，嵌入式這一系統(tǒng)軟件的開發(fā)其實(shí)更是跨平臺(tái)式的一種開發(fā)，許多代碼也都是直接影響著以及控制著硬件的具體設(shè)施，硬件它自身的依賴性強(qiáng)、嵌入式這種系統(tǒng)自身在應(yīng)用軟件之中的設(shè)計(jì)之時(shí)，主要也是有自己可用的一種工具包，在不同時(shí)期以及不同階段，更是都需要不同形式的工具包。目前情況而言，嵌入式這種系統(tǒng)的操作正在不斷的走向成熟，它在開發(fā)的環(huán)境以及它的開發(fā)的功能更是在逐漸的進(jìn)步，逐漸的完善，嵌入式這種系統(tǒng)軟件在它的應(yīng)用上來開發(fā)或者是和以后相比相對(duì)顯得尤為簡單。一般情況來說，開發(fā)的環(huán)境其實(shí)就是集成了相應(yīng)的編輯器、編譯器和模擬器等，可以使開發(fā)人員脫離硬件目標(biāo)的環(huán)境，迅速的開發(fā)出應(yīng)用軟件的原型，用戶可以根據(jù)微機(jī)上集成環(huán)境時(shí)嵌入式系統(tǒng)軟件的開發(fā)人員更好的實(shí)現(xiàn)軟件上的功能。

4.結(jié)語

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)在實(shí)際的系統(tǒng)應(yīng)用中，低消耗的設(shè)計(jì)要綜合的考慮可能出現(xiàn)的因素、條件和狀態(tài)，我們要對(duì)這樣的細(xì)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)認(rèn)真的斟酌分析，這樣做才可以取得最佳的效果，進(jìn)而降低潛入是吧系統(tǒng)低消耗的目的。