機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的嵌入式控制芯片應(yīng)用分析

（江西工程學(xué)院，江西 新余 338000）

嵌入式控制芯片技術(shù)隨著電子計(jì)算技術(shù)的快速發(fā)展得到了普及，現(xiàn)在已經(jīng)有很多的嵌入式芯片應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床、通訊設(shè)備等。嵌入式芯片技術(shù)在機(jī)械系統(tǒng)中也得到了重視和應(yīng)用，并且早就融入到人們的日常生活中去，成為生產(chǎn)生活中不可缺少的一部分，極大推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛躍發(fā)展。

1 嵌入式控制芯片的特點(diǎn)

嵌入式控制芯片能夠使宿主設(shè)備智能化、操作簡單及設(shè)計(jì)靈活等特點(diǎn)，其主要工作任務(wù)為對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。隨著芯片技術(shù)的提高軟件與算法逐步應(yīng)用到芯片技術(shù)開發(fā)中，嵌入式控制系統(tǒng)才能得以迅速發(fā)展。為合理高效的完成自動(dòng)化控制任務(wù)，芯片對(duì)于嵌入式控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)管理的處理器來說很重要。一般說，嵌入式處理器具有以下特點(diǎn)：很強(qiáng)的實(shí)時(shí)多任務(wù)支持能力，存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能，可擴(kuò)展的微處理器結(jié)構(gòu)，較強(qiáng)的中斷處理能力，低功耗。

（1）嵌入式芯片可擴(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu)，以能最迅速地開展出滿足應(yīng)用的最高性能的嵌入式微處理器。由于核心部分是芯片，嵌入式控制系統(tǒng)可以隨著設(shè)備載體的不同大小而進(jìn)行不同規(guī)格的擴(kuò)展，提高了使用的便捷性。嵌入式控制芯片的處理器不同于其他設(shè)備機(jī)器的控制處理器，例如在導(dǎo)航定位之中，嵌入式控制系統(tǒng)的使用占據(jù)著極小的汽車空間，但是卻給人們的出行帶來了非常大的便捷，通過汽車導(dǎo)航，我們可以隨時(shí)知道自己所處的具體位置，即使到了一個(gè)陌生的地方也不會(huì)有找不到路的情況發(fā)生。

（2）信息存儲(chǔ)安全性非常強(qiáng)。芯片技術(shù)給人類生產(chǎn)生活帶來方便的同時(shí)，其安全性便是芯片本身不可忽視的問題，嵌入式芯片技術(shù)要求高，復(fù)制盜取信息難度大使得信用卡的人刷卡取錢，不會(huì)透露自己的信息，這可以有效地保護(hù)人房地產(chǎn)信息安全。

（3）嵌入式控制芯片技術(shù)專業(yè)性強(qiáng)。由于硬件和軟件支持的芯片都匹配不可篡改系統(tǒng)，如果芯片，那么芯片的硬件和軟件都無法正常工作，該芯片的軟件代碼要求高質(zhì)量、高可靠性：盡管半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展為提高小故障處理器速度、存儲(chǔ)器容量小的增加，但在大多數(shù)應(yīng)用中，存儲(chǔ)空間仍然是有價(jià)值的，有實(shí)時(shí)性的要求。

（4）由于嵌入式芯片的特殊要求，有必要對(duì)其進(jìn)行一定的適應(yīng)性和剪裁。企業(yè)也應(yīng)該追求利潤，所以芯片既不能是高科技，也可以隨時(shí)應(yīng)用。它應(yīng)該為每個(gè)選擇提供各種硬件和軟件。隨著需求的增加，芯片的成本勢(shì)必上升。為了滿足用戶的特殊性，制造商必須努力平衡芯片產(chǎn)品的一般用途和特殊用途。

（5）嵌入式芯片的優(yōu)異工作效率是它既能同時(shí)運(yùn)行，又能完成多個(gè)命令。芯片技術(shù)使嵌入式控制系統(tǒng)不再局限于企業(yè)的生產(chǎn)，而在日常生活中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。例如，傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)用電方法是通過抄表來查看，但這種方法不利于工作的精確性，而且也比較耗時(shí)，而利用嵌入式芯片技術(shù)使工作人員通過遠(yuǎn)程抄表來完成工作效率的倍增。

2 嵌入式控制芯片技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用

（1）通信的應(yīng)用，具有典型的特點(diǎn)，就是藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)明和使用。藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了無線設(shè)備的語音傳輸。它可以使設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)，連接方式是無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)各種通信設(shè)備之間的連接有效，降低設(shè)備的復(fù)雜性。

（2）現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)底層的成本低，屬于機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備，微處理芯片具有檢測(cè)、控制和通信能力，使數(shù)字設(shè)備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)完全分散控制，同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量和控制設(shè)備作為一個(gè)單點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，通過總線連接現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是可以實(shí)現(xiàn)的，這是本發(fā)明的核心生產(chǎn)自動(dòng)化控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等信息技術(shù)，是一個(gè)完全分布式的控制系統(tǒng)集成網(wǎng)絡(luò)。它的優(yōu)點(diǎn)是將原來封閉和特殊的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成開放的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。

3 嵌入式控制芯片技術(shù)的發(fā)展前景

（1）在生活中應(yīng)用更廣泛，功能集成網(wǎng)絡(luò)更集中。嵌入式控制芯片是處于發(fā)展階段，其技術(shù)還處于逐步成熟的過程中，其主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)中。嵌入式控制芯片將與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合越來越緊密，應(yīng)用于高新技術(shù)產(chǎn)品的嵌入式控制系統(tǒng)將被越來越多的研究人類的發(fā)明和廣泛應(yīng)用。

（2）使網(wǎng)絡(luò)之間的聯(lián)系更加緊密。隨著嵌入式控制技術(shù)的發(fā)展，將使網(wǎng)絡(luò)之間的連接更加頻繁和頻繁，以確保嵌入式控制系統(tǒng)具有更大的實(shí)用價(jià)值。這就要求嵌入式控制芯片開發(fā)人員在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)新的通信端口。這些端口可以更廣泛地應(yīng)用于各種網(wǎng)絡(luò)中。目前，普通芯片無法支持網(wǎng)絡(luò)，但隨著嵌入式控制芯片系統(tǒng)處理器的發(fā)明，嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口得以實(shí)現(xiàn)。這給用戶實(shí)用的嵌入式控制系統(tǒng)帶來了方便，也使嵌入式控制系統(tǒng)的使用越來越普及。

（3）嵌入式控制系統(tǒng)的核心和算法更精確、功耗更低、成本更低。設(shè)計(jì)師必須保證精度，在盡可能的基礎(chǔ)上為嵌入式控制系統(tǒng)的核心是簡化正如在整個(gè)系統(tǒng)的功能可能放棄一些必要的軟件和硬件實(shí)現(xiàn)的最大價(jià)值，減少資源的使用。

（4）嵌入式控制系統(tǒng)的開發(fā)與操作系統(tǒng)的軟件開發(fā)工具和技術(shù)是分不開的，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和寬帶技術(shù)將隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)資源越來越多樣化，以及嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡單，不會(huì)像現(xiàn)在一樣復(fù)雜。從研發(fā)到投入使用，嵌入式控制系統(tǒng)技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用空間，人們逐漸關(guān)注在機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化控制技術(shù)，將更多的關(guān)注視角研究和開發(fā)嵌入式控制系統(tǒng)。嵌入式控制系統(tǒng)將消除現(xiàn)有的缺點(diǎn)，將以成本低、方便實(shí)用的特點(diǎn)出現(xiàn)在人們的視野中。

4 結(jié)語

機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)引入嵌入式芯片技術(shù)，使系統(tǒng)功能在空間上得以擴(kuò)展，具有網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用和開放性，技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和熱點(diǎn)。

嵌入式控制芯片廣泛應(yīng)用于機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，但是還需要不斷改進(jìn)，使之更有利用我們生產(chǎn)生活的自動(dòng)化、智能化。

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