什么是嵌入式工業(yè)一體機(jī)嵌入式系統(tǒng)呢?
嵌入式系統(tǒng)是一種專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),作為裝置或設(shè)備的一部分。通常,嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)控制程序存儲(chǔ)在ROM中的嵌入式處理器控制板。事實(shí)上,所有帶有數(shù)字接口的設(shè)備,如手表、微波爐、錄像機(jī)、汽車等,都使用嵌入式系統(tǒng),有些嵌入式系統(tǒng)還包含操作系統(tǒng),但大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)都是由單個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)整個(gè)控制邏輯。
從應(yīng)用對(duì)象上加以定義,嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體,還可以涵蓋機(jī)械等附屬裝置。國(guó)內(nèi)普遍認(rèn)同的嵌入式系統(tǒng)定義為:以應(yīng)用為中心,以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),軟硬件可裁剪,適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
一個(gè)嵌入式系統(tǒng)裝置一般都由嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和執(zhí)行裝置組成,嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是整個(gè)嵌入式系統(tǒng)的,由硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件層和應(yīng)用軟件層組成。執(zhí)行裝置也稱為被控對(duì)象,它可以接受嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出的控制命令,執(zhí)行所規(guī)定的操作或任務(wù)。執(zhí)行裝置可以很簡(jiǎn)單,如手機(jī)上的一個(gè)微小型的電機(jī),當(dāng)手機(jī)處于震動(dòng)接收狀態(tài)時(shí)打開;也可以很復(fù)雜,如SONY 智能機(jī)器狗,上面集成了多個(gè)微小型控制電機(jī)和多種傳感器,從而可以執(zhí)行各種復(fù)雜的動(dòng)作和感受各種狀態(tài)信息。
嵌入式系統(tǒng)的組成
一、硬件層
硬件層中包含嵌入式微處理器、存儲(chǔ)器(SDRAM、ROM、Flash等)、通用設(shè)備接口和I/O接口(A/D、D/A、I/O等)。在一嵌入式處理器基礎(chǔ)上添加電源電路、時(shí)鐘電路和存儲(chǔ)器電路,就構(gòu)成了一個(gè)嵌入式控制模塊。其中操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序都可以固化在ROM中。
二、中間層
硬件層與軟件層之間為中間層,也稱為硬件抽象層(Hardware Abstract Layer,HAL)或者板級(jí)支持包(Board Support Package,BSP),它半系統(tǒng)上層軟件與底層硬件分離開來(lái),使系統(tǒng)的底層驅(qū)動(dòng)程序與硬件無(wú)關(guān),上層軟件開發(fā)人員無(wú)需關(guān)心底層硬件的具體情況,根據(jù)BSP層提供的接口即可進(jìn)行開發(fā)。該層一般包含相關(guān)底層硬件的初始化、數(shù)據(jù)的輸入/輸出操作和硬件設(shè)備的配置功能。 實(shí)際上,BSP是一個(gè)介于操作系統(tǒng)和底層硬件之間的軟件層次,包括了系統(tǒng)中大部分與硬件聯(lián)系緊密的軟件模塊。設(shè)計(jì)一個(gè)完整的BSP需要完成兩部分工作:嵌入工系統(tǒng)的硬件初始化的BSP功能,設(shè)計(jì)硬件相關(guān)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)。
- 系統(tǒng)軟件層
系統(tǒng)軟件層由實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)(Real-time Operation System,RTOS)、文件系統(tǒng)、圖形用戶接口(Graphic User Interface,GUI)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及通用組件模塊組成。RTOS是嵌入式應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)和開發(fā)平臺(tái)。