浅析嵌入式系统关键技术与开发应用

邓晓航

摘 要 随着嵌入式系统的广泛使用，人们对于嵌入式系统也进行了范围更广，应用更具体的研究，本文将根据嵌入式系统的主要特点，从嵌入式处理器和嵌入式操作系统两个方面对于嵌入式软件的进行一系列有针对性的分析，希望为我们嵌入式系统的开发研究能起到一定的作用。

关键词 嵌入式系统 微内核 内存管理单元

中图分类号：TP273 文献标识码：A

随着中国的数字信息的快速发展，嵌入式系统程序的持续发展也更加开放和更加广泛，它甚至已经深入人们的生活，被利用于设计军人，工程，研究和其他领域，可以说进入了人们的生活和工作的各个方面，并已成为人类活动密不可分的伙伴。最传统的嵌入式系统中实现控制的程序要控制外部，可以是简单的请求，但不是实际的操作系统，这就是传统的嵌入式系统的最大的缺点。后来，由于C语言在操作应用程序的开发，嵌入式系统也开始涉足操作系统，最好的例子就是Windows CE，而且由于其具有相对较低的成本和不错的网络功能，因此在现代信息技术中有着广泛的应用范围。

1 嵌入式系统的关键技术

1.1 嵌入式开发技术

主机和目标机器的作用点在嵌入式开发过程中是不同的：主机进行编译，链接，并解决计算机运行过程中的问题，而目标机器就是运行嵌入式软件的硬件平台。主机必须先将应用程序转换为可以运行在目标机器上的二进制代码。这个过程包括三个步骤：编译、链接、处理。所谓翻译就是指一个交叉编译器实现的编译过程。也就是利用交叉编译器将运行的电脑平台转换至另一个平台在通过编译器时生成的代码。常用工具是交叉编译器和嘴闪光灯UC/C ++（GCC）。在编纂过程中所产生的所有目标文件都会链接到一个对象文件，这个过程被称为连接。而在寻址物理内存地址的过程中，系统会自动将被分配给每个目标的文件相对偏移。该过程生成的文件，就是可以执行对嵌入式平台的二进制文件。

嵌入式开发过程中的第二个重要阶段是在目标机器上调试应用程序，嵌入式调试通常运用交叉调试器，通常设置成一个目标机调试模式，他们是利用电缆或直接以太网或串行端口BDM电缆连接。在进行任务级调试，源级和汇编级的调试时候，都需要将在主机上的应用程序和操作系统的内核下载保存至目标机的RAM或直接转换成目标机器的ROM。目标监控调试器就是主机在目标机器上运行的用来控制应用程序的代理（DebuggerAgent） ，前者被固定在目标机器的内存或者ROM，在目标机器上电后能够自动启动，并等待主机端的调试器发送命令，并与应用程序调试器下载完成后，自动运行调试功能，将目标机基本的调试信息反馈到主机。

1.2 嵌入式系统的软件移植技术

1.2.1 字节顺序

一般可以分为大小端字节顺序，无论是大字节顺序还是小字节顺序，它们代表的主要是冗余的数据在程序的存放顺序。低字节，高地址字节的数据存储在内存中，是小字节顺序。而数据存储在内存中，以低地址高字节顺序就称为大字节顺序。根据PC字节在不同平台的顺序不同，也会有些改变的存储顺序。

1.2.2 字节对齐

在嵌入式系统开发过程中，我们需要字节对齐，这是一个大问题。我们经常使用的字节对齐的方法有很多，例如在GCC编译器和makefile添加ACK结构，这种办法可以有效地解决文章结构的空隙，但由这种方法引起的转换错误，是不能够解决的错误。那么为了有效提高软件的可移植性和互操作性，我们决定在同一个地方，同时安装闭幕包拆包功能，添加一组发送报文的功能的数据包，这样就可以轻松有效地解决字节序列比对问题。

1.2.3 位段

在嵌入式系统硬件平台的开发过程中需要确定和分配空间段，而位段分配大多是由右至左，但有的特殊的却是由左到右，因为不同数据就导致比特分配序列段访问错误。为了解决这个问题，你必须使用条件编译的方式来编译，这取决于不同的平台上的定义位段的顺序。

1.2.4 代码优化

由于嵌入式软件的固有特性，它有一个对软件具有非常高品质的要求，因此在嵌入式系统开发过程中需要非常重要的代码优化，通过优化的代码就能够很好地提高代码工作效率，使代码更小。

2 嵌入式系统的应用探讨

2.1 人机对话

我们的手机已经可以实现人机对话，甚至一些儿童玩具也可以。如一些玩具可以被输入我们的声音，通过他们的控制来调用它。一些智能手机也可以通过简单地喊他们的名字就可以自动拨打对方的电话，这主要是由于语音相关技术通过嵌入式语音芯片在嵌入式操作系统中，实现了人与机器之间的对话，也使科技变得更加人性化。

2.2 多媒体网关

从南京东路移动互联网技术有限公司开发的多媒体网关，通过蓝牙设备之间的信息传输，使家庭的每个设备都可以连接在一起，共同使用于固网，互联网和其他网络之间。这是什么，这就是流行在今天的家庭网络，可以通过网络交换信息，这使我们的家庭交流更方便，其工作原理是在操作系统的控制下，使用本机的硬件设备和各种执行机构，对于归属网络中的个别设备进行控制和检查活动。

2.3 移动数据库

中国人正在开发自己的移动数据库，主要是通过嵌入式系统，使得移动终端可以同步服务器，数据将被带入到上述移动终端，使得它可以在一定的时间内访问相关的资源数据库，也可以移动数据库，例如，病人在救护车上抢救的过程中，医务人员可以在汽车上查询附近的医院。

总之，在快速发展、科技日新月异的今天，嵌入式产品将会有更加广泛的应用。我们相信，只要发现嵌入式产品的发展规律，就可以满足市场的需求，而我们也将能够开发出越来越多越来越好的嵌入式产品。

参考文献

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