EDBMS的研究与开发

李华

摘要：该文主要针对嵌入式数据库系统进行了研究，对基于Liod开发板的Linux系统和Windows CE系统内核进行了裁减和移植，并且设计实现了相应数据库管理系统。

关键词：EDBMS；嵌入式；数据库

中图分类号：TP312 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）08-1749-03

随着微电子和存储技术的迅速发展，嵌入式系统需要处理的数据不断增多，嵌入式数据库管理系统（简称EDBMS）越来越展现出其不可替代的优越性。嵌入式数据库产品层出不穷，嵌入式数据库管理系统在消费类电子产品等各领域已得到广泛应用。

1 嵌入式数据库简介

嵌入式数据库系统是一种与操作系统以及应用软件集成在一起的数据库管理系统，用来支持和嵌入式系统的特定用途相关的应用。EDBMS从本质上是由通用数据库管理系统发展而来的，但它们在运行环境和应用领域等各个方面还有所不同，EDBMS具有数据同步、高安全性和可靠性、零管理以及硬件速度慢等特点。嵌入式数据库管理系统一般需要嵌入式操作系统的支持，例如嵌入式Linux系统、Windows CE系统等。

1）Linux系统下数据库

Linux系统对数据库提供了全面支持，几乎所有大型数据库系统都可以基于Linux运行。目前流行的大型数据库系统有Oracle、 Sybase、Informix等，中小型数据库系统有MySQL、Firebird、Berkeley DB等。

2）Windows CE系统下数据库

伴随掌上电脑的流行，其使用的Windows CE操作系统也因此倍受瞩目。Windows CE包含一个适合动静态内存存储的文件系统和一个Win32 API子集以及新增加的一些API。其中，数据库定位于对象存储。对象存储是用于存储Windows CE数据库、注册表及永久文件的。Windows CE提供的Pocket Access数据库，使用户可以自己编程实现掌上电脑基本的数据库处理。

2 嵌入式开发平台

2.1 Liod开发平台

1）PXA270微处理器

PXA270微处理器使用了电压调整和频率调整技术来实现高性能和低功耗的特点，先已普遍应用于嵌入式系统开发。该处理器使用ARM架构，用比较低的时钟频率却能够实现优异的多媒体性能，这在很大程度上提高了多媒体的处理能力。同时，PXA270微处理器使用了动态电源管理技术，可以根据处理器的需求动态的调整功耗和性能，既能满足必要性能，又能最大限度地降低无线手持设备的功耗，延长待机以及通话时间。

2） Liod开发板

Liod是一款高端的嵌入式开发平台，这款开发平台拥有丰富的外设资源，最重要的是它还使用了先进的Xscale架构的 PXA270微处理器，并能使该处理器的功能发挥得淋漓尽致，营造了一个优秀的开发环境。由于它性能高并且功耗低，适用于医疗设备、导航设备、娱乐终端、多媒体终端、人机交互界面、智能手机等各个领域。

2.2 基于Liod开发板进行Linux内核裁减和移植

2）Qt平台构建

在Liod开发板中如果想实现触摸屏响应功能，开发者就需在Qt工具的源文件中修改与鼠标操作和触摸屏操作相关的文件。在编译Qtopia时，要使用两个库：分别是libuuid和jpeg，把它们编译到交叉编译工具中。在文件系统的usr文件夹中建立qpe文件夹，然后把编译好的Otopia文件夹复制到新建的qpe文件夹里，同时把相应的库文件和font文件夹一起复制到/usr/qpe/lib下，这样就可以使用Qtopia了。

3）Windows CE内核移植

①组成模块 。Windows CE系统是一种高度模块化的操作系统，它的每个模块都实现其自身特定功能，系统模块主要包括内核模块、通信模块、文件系统模块、图形窗口事件子系统模块及对象存储模块。其中，内核模块和文件系统模块是Windows CE系统必须要包括的模块。此外，Windows CE还附加一些可以实现其它功能的可选模块。

②PB开发工具 。PB是用于进行CE系统下的嵌入式系统开发，能够根据实际需求，建立特定内核功能的CE 系统。利用PB实现对Windows CE系统的创建和设计等基本操作。

4） BSP原理

BSP即板级支撑软件包，它是基于Windows CE操作系统的主要组成部分，包括启动程序和标准开发板等。目前，嵌入式系统并没有统一的应用标准，硬件环境的选择取决于特定的系统应用需求，硬件环境的多变决定了它不能依靠OS来实现应用软件和硬件部分的无关性，而普遍依靠分层设计来实现，即板级支撑软件包。开发者可以根据实际使用的硬件对它进行修改，如图1所示，BSP的主要作用就是确保硬件正常工作，实现软硬件之间的数据交互，为操作系统和上层应用程序提供一个和硬件无关的软件平台。

5）Windows CE内核移植

PB能够支持Liod开发板的硬件资源系统，这样在安装Windows CE之后还需要安装板级支撑软件包。安装时，运行BSP的安装向导XSBase270.msi，然后BSP会自动选择Windows CE的安装目录来安装BSP。

3 EDBMS的设计实现

3.1 嵌入式SQLite数据库裁减和移植

1） SOLite简介

SQLite是开源的嵌入式数据库引擎，它是完全独立的，不依赖于其他软件，使用的资源也非常低。它能够支持Linux/Windows等当前流行使用的操作系统，SQLite体系结构可分为如图2所示的八个子系统，按照此流程执行数据库的各项操作。

2） SQLite的移植

首先下载SQLite的源码，并且将下载的代码包解压。对配置文件configure进行编辑，注释掉configure中的交叉编译的检查语句，增加编译器gcc。然后将Makefile文件中编译工具的编译器修改为gcc， 1ibs隐藏文件夹中就存储了执行make命令编译之后生成的可执行文件和库文件，最后执行make install命令进行安装。

3）EDBMS的实现

①注册ADOCE的DLL组件。ADOCE以动态连接库的形式进行发布，它是ADO的子集。利用ADOCE编程，首先要下载它的动态连接库，然后运行REGSVRCE可执行文件注册部分DLL组件。

②ADOCE的初始化。由于ADOCE是属于标准的COM组件，所以先要必须初始化一个COM，然后再进行ADO数据源连接的相应编程，对ADOCE进行数据库编程基本上就是执行SQL语句。

4 结束语

从目前国内外EDBMS的应用情况来看，基于嵌入式数据库应用的市场需求已进入蓬勃发展时期，但是市场应用的需求多种多样，计算平台也是各有各的特点，嵌入式的数据库产品短时间内还难以建立统一的标准，对于嵌入式数据库管理系统还有待更加深入的研究和探索。

参考文献：

[1] 陈文智.嵌入式系统开发原理与实践 [M]北京：清华大学出版社，2005 .

[2] 傅曦.Windows CE嵌入式开发入门——基于Xscale架构[M].北京：人民邮电出版社，2006.

[3] 启明工作室.Visual C++ +SOL Server数据库应用系统开发与实例[M]北京：人民邮电出版社，2004.