計(jì)算機(jī)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的核心技術(shù)分析

揭吁菡

摘要：隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)使其應(yīng)用環(huán)境發(fā)生了相應(yīng)的變化，借助軟件開發(fā)與硬件搭配實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)?；诖?，充分挖掘嵌入式系統(tǒng)即將是計(jì)算機(jī)行業(yè)改革的重中之重，該文將就嵌入式系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)中所研發(fā)的核心技術(shù)進(jìn)行深入的探究。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；嵌入式系統(tǒng)；核心技術(shù)

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）06-0073-03

在這個計(jì)算機(jī)快速更新的時代，其核心技術(shù)也相應(yīng)地高速發(fā)展，多種多樣聯(lián)接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制設(shè)備不斷涌現(xiàn)，如：移動手機(jī)、電氣設(shè)備、電子傳感等。在進(jìn)行程序代碼的相關(guān)過程中，計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)需要通過一些類型的輔助系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備操作，而不是通過計(jì)算機(jī)老調(diào)節(jié)控制設(shè)備。嵌入式系統(tǒng)開發(fā)不僅可以維系其操作系統(tǒng)的調(diào)配并且可以對其進(jìn)行有效的控制，還可以通過與計(jì)算機(jī)相關(guān)連接的相關(guān)的其他設(shè)備來進(jìn)行自動化控制，發(fā)展了多功能的技術(shù)應(yīng)用模式，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)研發(fā)的過程中，為了符合計(jì)算機(jī)嵌入式系統(tǒng)所具備的設(shè)備操作需要，我們應(yīng)該充分的利用各種操作技術(shù)的應(yīng)用。

1 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)分析

嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對其相關(guān)的功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它滿足了大多數(shù)計(jì)算機(jī)用戶的操控需求，并且在成本、體積大小等方面充分體現(xiàn)了自身的優(yōu)勢。

第一，個性化是其最重要的特點(diǎn)，在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)之前，計(jì)算機(jī)設(shè)備大多采用了“通用型”的控制系統(tǒng)，‘通用型“控制系統(tǒng)可以被所有的用戶群體所應(yīng)用，不僅在使用功能方面沒有差異而且在運(yùn)用模塊方面也沒有非常明顯的不同。隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，其設(shè)備的普遍應(yīng)用便會使計(jì)算機(jī)用戶對其系統(tǒng)的要求更加苛刻與嚴(yán)格，在嵌入式系統(tǒng)中，憑借它小型化的空間占有率，高效實(shí)現(xiàn)了其個性化的發(fā)展在各種各樣的行業(yè)及其用戶中。

第二，就其綜合化的特點(diǎn)來說，計(jì)算機(jī)嵌入式系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、電子信息技術(shù)、無線通信技術(shù)等多項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的高度整合。人員分配、科研工作、資金投入等因素的密集型就是根據(jù)綜合化特點(diǎn)演變而來的，所以綜合化決定了嵌入式系統(tǒng)的密集性。新開發(fā)的這種嵌入式集成系統(tǒng)適用于計(jì)算機(jī)多功能的操作應(yīng)用。

第三，性能化也是它的一個重要的特點(diǎn)。 性能化"嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所具備的操作功能相對單一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來說明顯增多，執(zhí)行高度復(fù)雜的程序代碼的效率也相應(yīng)提高[1]。嵌入式系統(tǒng)不同于以往系統(tǒng)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是由多重復(fù)雜原件構(gòu)成，并所采用的方式是進(jìn)行簡單模式的組合處理，借助統(tǒng)一性系統(tǒng)模塊處理技術(shù)對系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行專業(yè)解讀，這就需要在部分系統(tǒng)原件內(nèi)加入微型處理器。此外，該系統(tǒng)在一定程度上實(shí)現(xiàn)了自動化處理，即在系統(tǒng)內(nèi)部完成對數(shù)據(jù)的自動化處理，將多種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為指令，從而完成在系統(tǒng)內(nèi)部的轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)對整體系統(tǒng)性能的深入構(gòu)造。

第四，嵌入式系統(tǒng)相比較以往的單程式系統(tǒng)而言其具有明顯的長期性，即嵌入式系統(tǒng)需要借助現(xiàn)代計(jì)算機(jī)智能化數(shù)據(jù)分析與處理技術(shù)，該種技術(shù)是在操作員的操控下將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為智能型代碼，最終在固定的處理設(shè)備中完成設(shè)備的運(yùn)行，其處理模式是借助操作用戶的真實(shí)性體驗(yàn)完成的，在一定程度上具有自主選擇性，因此，嵌入式系統(tǒng)在未來科技領(lǐng)域的應(yīng)用具有明顯的優(yōu)勢，未來科技市場轉(zhuǎn)變需要借助該項(xiàng)技術(shù)的衍生，其銷售預(yù)期相比較其他型技術(shù)所具備的潛力更多。

2 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)

嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)需要從兩個方面來進(jìn)行分析：

首先，從嵌入式開發(fā)的過程進(jìn)行分析。在嵌入式開發(fā)過程中有宿主機(jī)和目標(biāo)機(jī)的角色之分。宿主機(jī)是執(zhí)行編譯、鏈接、定址過程的計(jì)算機(jī)；目標(biāo)機(jī)指運(yùn)行嵌入式軟件的硬件平臺[2]。首先需把應(yīng)用程序轉(zhuǎn)換成可以在目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行的二進(jìn)制代碼。這一過程包含三個步驟：編譯、鏈接、定址。編譯過程由交叉編譯器實(shí)現(xiàn)。較差編譯器并不是簡單地將數(shù)據(jù)資料編譯為可讀的數(shù)據(jù)翻譯，而是借助計(jì)算機(jī)將將代碼平臺發(fā)射的代碼進(jìn)行采集，再對代碼進(jìn)行翻譯處理的編譯器，現(xiàn)階段常用的編譯器主要是GNU C/C++。編譯的整體提技術(shù)過程主要是通過將目標(biāo)文件轉(zhuǎn)化為可供選擇的數(shù)據(jù)文件類型，即通過建立數(shù)據(jù)之間的顯在鏈接進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理過程。定制過程則是通過物理形式的存儲器，將數(shù)據(jù)地址記錄在固定的數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，接觸收集的數(shù)據(jù)就會將目標(biāo)文件發(fā)送給制定的用戶群體，從而保證文件傳輸不會出現(xiàn)過分的偏移。整個數(shù)據(jù)傳輸與存儲過程需要建立在嵌入式平臺的基礎(chǔ)之上，所執(zhí)行的文件以二進(jìn)制文件為主。

嵌入式文件在開發(fā)的過程中需要將目標(biāo)轉(zhuǎn)載在目標(biāo)機(jī)上，并開發(fā)相應(yīng)的程序指令進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，因此其中采用的調(diào)試機(jī)主要是宿主機(jī)與目標(biāo)機(jī)之間的協(xié)調(diào)模版，即在兩種機(jī)器之間以串聯(lián)的方式連接在一起，并通過BDM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。

其次，通過平臺數(shù)據(jù)處理，對嵌入式系統(tǒng)移植需要的目標(biāo)軟件。大軟件開發(fā)模式一般是先在PC機(jī)上編寫軟件，再進(jìn)行軟件的移植工作。在PC機(jī)上編寫軟件時，應(yīng)該注意系統(tǒng)軟件中的可移植程度，如果所選用的軟件具有較高移植性，那就意味著其可以進(jìn)行編程語言的轉(zhuǎn)化，因此，在實(shí)際的操作過程中就應(yīng)該盡可能地減少對系統(tǒng)函數(shù)的設(shè)置，并要注意屏蔽不同硬件平臺帶來的字節(jié)順序、字節(jié)對齊等問題。字節(jié)順序是指占內(nèi)存多于一個字節(jié)類型的數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存放順序，通常有小端、大端兩種字節(jié)順序。小端字節(jié)序指低字節(jié)數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存低地址處，高字節(jié)數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存高地址處；大端字節(jié)序是高字節(jié)數(shù)據(jù)存放在低地址處，低字節(jié)數(shù)據(jù)存放在高地址處?；赬86平臺的PC機(jī)是小端字節(jié)序的，而有的嵌入式平臺則是大端字節(jié)序的。因而對多于1字節(jié)類型的數(shù)據(jù)，在其嵌入式平臺上應(yīng)該變換其存儲順序。

3 新系統(tǒng)中處理器技術(shù)的應(yīng)用

從整體系統(tǒng)的構(gòu)成來看，微型嵌入式系統(tǒng)是由多個部分構(gòu)成的，其中包括處理器、軟硬件等部分，其中起決定性作用的在于處理器的應(yīng)用，如圖1所示。如何在復(fù)雜的技術(shù)開發(fā)環(huán)境中如何采集新型處理技術(shù)是現(xiàn)階段該系統(tǒng)的先決條件。從計(jì)算機(jī)應(yīng)用角度來分析，處理器的應(yīng)用是整體計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的必備條件，通過處理器承載的智能計(jì)算機(jī)技術(shù)對數(shù)字、文字以及復(fù)雜圖像進(jìn)行分析，是嵌入式處理技術(shù)的支點(diǎn)，系統(tǒng)內(nèi)部通過數(shù)字運(yùn)算最終將信息內(nèi)容表達(dá)出來。合理的采用正確的處理器技術(shù)是現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)智能數(shù)據(jù)分析的前提，借助對信息化技術(shù)的處理，強(qiáng)化統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的安全性，建構(gòu)數(shù)據(jù)保護(hù)膜，從而規(guī)范數(shù)據(jù)系統(tǒng)的順序性[3]。

目前新系統(tǒng)中所使用的通訊技術(shù)以通用型處理器為基礎(chǔ)，對數(shù)據(jù)的處理相對于原有的處理器更具有廣域性，并可以實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的多元化功能轉(zhuǎn)變。通過對處理器的不間斷更新可以將其應(yīng)用在不同類型的操作處理系統(tǒng)，尤其可以真正實(shí)現(xiàn)存儲程序的相容，并保證其處于相對安全的數(shù)據(jù)運(yùn)行環(huán)境中，保護(hù)內(nèi)部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的完整性。研發(fā)新系統(tǒng)的通訊技術(shù)可以在固定的數(shù)據(jù)處理環(huán)境中加入通信數(shù)據(jù)采集，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂较嗤?，在?shù)據(jù)傳輸路徑過程中將存儲器、邏輯單元完整整合。在程序的開發(fā)階段，研究人員只會根據(jù)用戶所需要的內(nèi)容以及數(shù)據(jù)資料編寫相應(yīng)的程序，以此實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)功能的合理化分配。

與此同時，新型的計(jì)算機(jī)嵌入系統(tǒng)是具有明顯針對性的系統(tǒng)模板，其根據(jù)用戶需求以及用戶的體驗(yàn)狀態(tài)綜合性的狀態(tài)，借助專業(yè)的技術(shù)手段研發(fā)出的專業(yè)系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)部的整體功能被設(shè)置為需要以單一性技術(shù)支撐為基本原則，將原有復(fù)雜的處理器功能不斷簡單化，根據(jù)用戶的特定需求執(zhí)行既定編碼與指令，這就要求根據(jù)系統(tǒng)研發(fā)模式開發(fā)出一套與之相應(yīng)的解碼器。解碼器的高端應(yīng)用并不是一個簡單的技術(shù)使用，而是更為復(fù)雜的典型性技術(shù)體系，其內(nèi)在的核心功能通過硬件端口將核心功能轉(zhuǎn)變?yōu)閷Ｒ恍偷墓δ苁褂?，其中核心功能主要?fù)責(zé)對數(shù)據(jù)庫中的復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼化處理，在編碼的過程中完成最終數(shù)據(jù)解碼，表現(xiàn)為將原始性數(shù)據(jù)語言采用專業(yè)數(shù)據(jù)處理手段進(jìn)行壓縮、解壓，保證研發(fā)人員所涉及的數(shù)字電路可以滿足單一化模式的基本要求。

嵌入式系統(tǒng)化處理技術(shù)主要在于通過借助專業(yè)技術(shù)手段將原有無法實(shí)現(xiàn)技術(shù)相同的模塊接通，并促使原有產(chǎn)品功能可以擴(kuò)大化，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用改善了早期計(jì)算機(jī)技術(shù)所不能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)，早期計(jì)算機(jī)只能借助單一的技術(shù)指令在后端進(jìn)行指令處理，因處理系統(tǒng)的限制并不能將復(fù)雜的技術(shù)指令進(jìn)行拆分處理是計(jì)算機(jī)技術(shù)原有發(fā)展的阻礙。相比較而言，嵌入式系統(tǒng)就該種技術(shù)的缺陷有著先天性優(yōu)勢，其采用多元化處理模塊對系統(tǒng)功能進(jìn)行分散，從而增加其功能特性；此外，嵌入式系統(tǒng)通過技術(shù)研發(fā)與設(shè)備更新，將智能化技術(shù)引入其中，技術(shù)層次中可以接受指令集。值得注意的是，指令集的接受需要借助專業(yè)的設(shè)備來完成，即需要在計(jì)算機(jī)技術(shù)處理模塊中加入對指令集中化處理的控制件，控制件的制作與設(shè)計(jì)也必須在整套系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)可控化[4]。系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的處理需要數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備在其中發(fā)揮作用，用戶可以購買影響的服務(wù)軟件與硬件將所要執(zhí)行的指令采用命令的方式傳輸?shù)綌?shù)據(jù)接收終端，終端智能識別數(shù)據(jù)模型并將數(shù)據(jù)分類采集傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)處理芯片就會在此發(fā)揮作用，將收集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為嵌入式系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)，由此來看，專業(yè)的處理技術(shù)是將計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑谋厝皇侄巍?/p>

4 新系統(tǒng)研發(fā)過程中關(guān)注點(diǎn)

嵌入式技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用是現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)智能化技術(shù)應(yīng)用的關(guān)注點(diǎn)，也是未來高智能技術(shù)研發(fā)所需掌握的，其發(fā)展水準(zhǔn)與關(guān)注程度在一定程度上決定了整體技術(shù)發(fā)展水平。高新技術(shù)開發(fā)并非簡單的技術(shù)創(chuàng)作，更需要從時間工作中找到系統(tǒng)的缺陷，并在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)之上不斷開發(fā)系統(tǒng)未來轉(zhuǎn)移點(diǎn)。嵌入式系統(tǒng)中核心技術(shù)的開發(fā)需要借助多種技術(shù)手段完成，首先在系統(tǒng)內(nèi)部完成基本線路改造以及線路判斷是系統(tǒng)的基本屬性之一，此外，還需要在系統(tǒng)的應(yīng)用過程中不斷家屬處理器處理模塊，并采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證技術(shù)完成系統(tǒng)改造，最終目的是在于通過技術(shù)的開發(fā)，將用戶的最終需求轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)開發(fā)的增長點(diǎn)，系統(tǒng)的功能也可以不斷擴(kuò)大其市場占有量。

新系統(tǒng)在研發(fā)時需要根據(jù)其自身特點(diǎn)以及未來技術(shù)走向注意以下幾個方面：

一方面，嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)并不是簡單的模式拼加，更不是進(jìn)行系統(tǒng)之間簡單的升級，而是在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)時將硬件的采集作為整體技術(shù)開發(fā)的關(guān)注點(diǎn)，系統(tǒng)在運(yùn)行過程中需要有相應(yīng)的程序執(zhí)行代碼，而且硬件技術(shù)的研發(fā)更在一定程度上決定了整體系統(tǒng)功能的優(yōu)化，在功能最大化的程度上保證其最優(yōu)級別的注重[5]。系統(tǒng)的研究人員在對整體系統(tǒng)開發(fā)時應(yīng)該注重如何完成整體系統(tǒng)可以進(jìn)行智能化處理，其中對芯片等級以及電路板的設(shè)計(jì)應(yīng)設(shè)置在最高等級，這樣才能保證整體系統(tǒng)的功能即使在不同的模塊領(lǐng)域野可以完成協(xié)作運(yùn)行。

另一方面，智能計(jì)算機(jī)開發(fā)嵌入式性需要多個軟件的配合。計(jì)算機(jī)在執(zhí)行某項(xiàng)程序命令時是智能化選擇數(shù)據(jù)命令，后臺所運(yùn)行的數(shù)據(jù)篩選也是將嵌入式系統(tǒng)的不同功能程序整合，最終將不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行分層處理，這也是嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的最終考量標(biāo)準(zhǔn)，其實(shí)質(zhì)是在同一硬件設(shè)備環(huán)境中將不同的功能整合起來。此外，嵌入式系統(tǒng)的正常運(yùn)行需要一個堅(jiān)實(shí)的后臺系統(tǒng)支撐，系統(tǒng)的開發(fā)首先要考慮如何將生硬的計(jì)算機(jī)語言轉(zhuǎn)化為可被理解的自然化語言，在編寫程序語言的過程中為了防止出現(xiàn)于計(jì)算機(jī)語言的沖突，就應(yīng)該在編寫階段就進(jìn)行不同語言的辨別以及技術(shù)分類，系統(tǒng)最終可以進(jìn)入使用的標(biāo)準(zhǔn)就在于計(jì)算機(jī)程序可以完整的執(zhí)行多語言標(biāo)準(zhǔn)，并準(zhǔn)確的啟動系統(tǒng)。

5 結(jié)論

在現(xiàn)代科技的帶動下，新型技術(shù)的發(fā)展離不開新型系統(tǒng)的應(yīng)用，尤其在日益復(fù)雜的社會競爭環(huán)境中，如何強(qiáng)化一家現(xiàn)代化企業(yè)的贏利程度很大程度上是由其對IT技術(shù)的掌握程度所決定，這就要求國家在未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中注重如何實(shí)現(xiàn)新科技產(chǎn)品技術(shù)的多樣化研發(fā)，并竭盡全力提供相應(yīng)的資金保障。嵌入式系統(tǒng)針對特定用戶群體設(shè)計(jì)了多功能操作模塊，推動計(jì)算機(jī)系統(tǒng)朝著、個性、智

能、高效、等趨勢發(fā)展。研發(fā)系統(tǒng)過程積極運(yùn)用集成電路及處理器技術(shù)，降低了程序語言編寫的難度，維持應(yīng)用功能的持久發(fā)揮。

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