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嵌入式軟�
閱讀�9985時間�2011-03-21 23:03:21

  嵌入式軟件是指應用在嵌入式計算機系統(tǒng)當中的各種軟件,作為嵌入式系�(tǒng)的一個組成部�,目前嵌入式軟件的種類和�(guī)模都得到了極大的�(fā)�,形成了一個完�、獨立的體系。除了具有通用軟件的一般特�,同時還具有一些與嵌入式系�(tǒng)密切相關的特點�

分類

  1.系�(tǒng)軟件

  系統(tǒng)軟件控制和管理嵌入式系統(tǒng)資源,為嵌入式應用提供支持的各種軟件,如設備驅動程序、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式中間件等�

  2.應用軟�

  應用軟件是嵌入式系統(tǒng)中的上層軟件,它定義了嵌入式設備的主要功能和用�,并負責與用戶進行交互。應用軟件是嵌入式系�(tǒng)功能的體�(xiàn),如飛行控制軟件、手機軟件、MP3播放軟件、電子地圖軟件等,一般面向于特定的應用領域�

  3.支撐軟�

  支撐軟件指輔助軟件開�(fā)的工具軟�,如系統(tǒng)分析設計工具、在線仿真工�、交叉編譯器、源程序模擬器和配置管理工具��

  在嵌入式系統(tǒng)當中,系�(tǒng)軟件和應用軟件運行在目標平臺的(即嵌入式設備上),而對于各種軟件開�(fā)工具來說,它們大部分都運行在開發(fā)平臺(PC機)�,運行Windows或Linux操作系統(tǒng)�

特點

  嵌入式軟件除了具有通用軟件的一般特�,同時還具有一些與嵌入式系�(tǒng)密切相關的特點�

 ?。╨)規(guī)模較�

  在一般情況下,嵌入式系統(tǒng)的資源多是比較有限的,要求嵌入式軟件必須盡可能地精簡,多�(shù)的嵌入式軟件都在幾MB以內�

 ?�?)開�(fā)難度�

  嵌入式系�(tǒng)由于硬件資源的有限,使得嵌入式軟件在時間和空間上都受到嚴格的限制,需要開�(fā)人員對編程語言、編譯器和操作系�(tǒng)有深刻的了解,才有可能開�(fā)出運行速度�、存儲空間少、維護成本低的軟�。嵌入式軟件一般都要涉及到底層軟件的開�(fā),應用軟件的開發(fā)也是直接基于操作系統(tǒng)�,這就要求開發(fā)人員具有扎實的軟、硬件基�,能靈活運用不同的開�(fā)手段和工�,具有較豐富的開�(fā)經驗。嵌入式軟件的運行環(huán)境和開發(fā)�(huán)境比PC機復�,嵌入式軟件是在目標系統(tǒng)上運行的,而嵌入式軟件的開�(fā)工作則是在另外的開發(fā)系統(tǒng)中進行,當應用軟件調試無誤后,再把它放到目標系�(tǒng)上去�

  �3)高實時性和可靠性要�

  具有實時處理的能力是許多嵌入式系�(tǒng)的基本要�,實時性要求軟件對外部事件做出反應的時間必須要�,在某些情況下還要求是確定的、可重復實現(xiàn)�,不管系�(tǒng)當時的內部狀�(tài)如何,都是可以預測的。同�,對于事件的處理一定要在限定的時間期限之前完成,否則就有可能引起系�(tǒng)的崩潰�

  在航天控�、核電站、工�(yè)機器人等實時系統(tǒng)對嵌入式軟件的可靠性要求是非常高的,一旦軟件出了問題,其后果是非常嚴重��

  �4)軟件固化存�

  為了提高系統(tǒng)的啟動速度、執(zhí)行速度和可靠性,嵌入式系�(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲器芯片或微處理器中�

體系結構

  嵌入式軟件的體系結構圖如圖所�,層的是嵌入式硬件系�(tǒng),包括嵌入式微處理器、存儲器、鍵盤、LCD顯示器等輸入/輸出設�。在硬件層之上的是設備驅動層,它負責與硬件直接打交道,并為操作系�(tǒng)層軟件提供所需的驅動支持。操作系�(tǒng)層可以分為基本部分和擴展部分,基本部分是操作系統(tǒng)的核心,負責整個系�(tǒng)的任務調�、存儲管理、時鐘管理和中斷管理等功�;擴展部分為用戶提供網絡、文件系�(tǒng)、圖形用戶界面GUI、數(shù)�(jù)庫等擴展功能,擴展部分的內容可以根據(jù)系統(tǒng)的需要來進行剪裁。在操作系統(tǒng)的上面是一些中間件軟件。最上層是網絡瀏覽器、MP3播放�、文本編輯器、電子郵件客戶端、電子游戲等各種應用軟件,實�(xiàn)嵌入式系�(tǒng)的功��

嵌入式軟件體系結構

�(fā)�

  進入90年代以來,以計算機技術、通信技術和軟件技術為核心的信息技術取得了更加迅猛的發(fā)�,各種裝備與設備上嵌入式計算與系�(tǒng)的廣泛應用大大地推動了行�(yè)的滲透性應�。嵌入式系統(tǒng)被描述為:“以應用為中�、軟件硬件可裁剪�、適應應用系�(tǒng)對功�、可靠性、成�、體�、功耗等嚴格綜合性要求的專用計算機系�(tǒng)�,由嵌入式硬件和嵌入式軟件兩部分組成。硬件是支撐,軟件是靈魂,幾乎所有的嵌入式產品中都需要嵌入式軟件來提供靈活多樣、而且應用特制的功�。由于嵌入式系統(tǒng)應用廣泛,嵌入式軟件在整個軟件產�(yè)中占�(jù)了重要地�,并受到世界各國的廣泛關�;如今已成為信息產業(yè)中最為耀眼的“明星”之一�

  嵌入式軟件產�(yè)�(fā)展迅猛,已成為軟件體系的重要組成部分。嵌入式系統(tǒng)產品正不斷滲透各個行�(yè),嵌入式軟件作為包含在這些硬件產品中的特殊軟件形態(tài),其產業(yè)增幅不斷加大,而且在整個軟件產�(yè)的比重日趨提高�2003年全球嵌入式軟件市場�(guī)模達�346億美�� 2003年中國市場規(guī)模達�188億元,預計到2006年嵌入式軟件市場�(guī)模將突破400億元大關�2003-2006年均復合增長率將達到30%�

  新一輪汽車、通訊、信息電�、醫(yī)�、軍事等行業(yè)的巨大的智能化裝備需求拉動了嵌入式軟件及系統(tǒng)的發(fā)�。同傳統(tǒng)的通用計算機系�(tǒng)不同,嵌入式系統(tǒng)面向特定應用領域,根�(jù)應用需求定制開�(fā),并隨著智能化產品的普遍需求滲透到各行各業(yè)。隨著硬件技術的不斷革新,硬件平臺的處理能力不斷增強,硬件成本不斷下�,嵌入式軟件已成為產品的�(shù)字化改造、智能化增值的關鍵�、帶動性技術�

  SOC技術是微電子技術發(fā)展的一個新的里程碑,并已成為當今超大規(guī)模IC的發(fā)展趨勢,為IC產業(yè)提供前所未有的廣闊市場和難得的發(fā)展機�。迅猛發(fā)展的SOC工業(yè)再次地推進了嵌入式軟件與硬件系統(tǒng)進一步融合嵌入,嵌入式軟件是其靈魂與核心。SOC技術的出現(xiàn),改變了傳統(tǒng)嵌入式系�(tǒng)的設計觀念,基于IP構件庫的設計技術將成為嵌入式系�(tǒng)設計的主�;IP構件庫技術正在造就一個新興的軟件行業(yè)�

  目前的因特網技術只�(lián)接了5%左右的計算裝�,大量的嵌入式設備急需網絡連接來提升其服務能力和應用價值。同�,以人為中心的普適計算技術正推動新一輪的信息技術的革命。計算無所不在,嵌入式設備將以各種形態(tài)分布在人類的生存�(huán)境中,提供更加人性化、自然化的服�?;ヂ?lián)網的"深度"�(lián)網和普適計算"縱向"普及所帶來的計算挑�(zhàn),將推動嵌入式軟件技術向"縱深"�(fā)�,催生了新型嵌入式軟件技��

  近十年來,嵌入式操作系統(tǒng)得到飛速的�(fā)展:微處理器�8位到16��32位甚�64�;從支持單一品種的CPU芯片到支持多品種�;從單一內核到除了內核外還提供其他功能模塊,如文件系�(tǒng),TCP/IP網絡系統(tǒng),窗口圖形系�(tǒng)�;并形成包括嵌入式操作系�(tǒng)、中間平臺軟件在內的嵌入式軟件體系。硬件技術的進步,推動了嵌入式系�(tǒng)軟件向運行速度更快、支持功能更強、應用開�(fā)更便捷的方向不斷�(fā)��

  隨著嵌入式系�(tǒng)應用的不斷深入和產業(yè)化程度的不斷提升,新的應用環(huán)境和產業(yè)化需求對嵌入式系�(tǒng)軟件提出了更加嚴格的要求。在新需求的推動�,嵌入式操作系統(tǒng)內核不僅需要具有微型化、高實時性等基本特征,還將向高可信�、自適應性、構件組件化方向�(fā)�;支撐開�(fā)�(huán)境將更加集成�、自動化、人性化;系�(tǒng)軟件對無線通信和能源管理的功能支持將日益重要�

  行業(yè)性開放系�(tǒng)正日趨流�。統(tǒng)一的行�(yè)標準具有開放、設計技術共�、軟硬件嵌入式軟�

  重用、構件兼容、維護方便和合作生產的特�,是增強行業(yè)性產品競爭能力的有效手段。嵌入式操作系統(tǒng)本身正走向開放化、標準化;Linux正逐漸成為嵌入式操作系�(tǒng)的主�;J2ME技術也將對嵌入式軟件的�(fā)展產生深遠影�。目前自由軟件技術備受青�,并對軟件技術的�(fā)展產生了巨大的推動作�,這為我國加快�(fā)展嵌入式軟件技術提供了極好機遇和條��

  從國家戰(zhàn)略目標與產業(yè)�(fā)展來看,嵌入式軟件是實現(xiàn)傳統(tǒng)制造業(yè)轉型與提升的關鍵技�,她對整體提升我國制造業(yè)的競爭能�、大幅度地增強專用計劃與項目,推動嵌入式軟件技術與產業(yè)的技術進步與快速發(fā)��

  中國在發(fā)展嵌入式軟件方面,應大力�(fā)展關鍵�、共性化的嵌入式操作系統(tǒng)與嵌入式軟件平臺;圍繞行�(yè),聚焦行�(yè),依托龍頭企�(yè),突出重點區(qū)�,建設面向領域的嵌入式軟件平臺系�(tǒng),提升我國嵌入式操作系統(tǒng)廠商的整體實�,提升整機制造行�(yè)在嵌入式軟件上的核心競爭�;面向產�(yè)鏈,建設上下配合左右互動的合作性戰(zhàn)略產�(yè)技術聯(lián)�,促進嵌入式軟件產業(yè)的快速發(fā)��

  嵌入式技術正飛速發(fā)展,并期待著在各種行�(yè)的深入滲�。我國具有雄厚的制造業(yè)基礎,與傳統(tǒng)的制造業(yè)結合,嵌入式系統(tǒng)有著巨大的市場空間。同�,基于嵌入式技術的應用和技術創(chuàng)�,將推動新產�、新產業(yè)的誕�。在巨大的市場需求和新的產業(yè)契機的推動下,嵌入式軟件成為中國軟件�(yè)的一次難得的機遇,是10年一遇的機會。智能手�、數(shù)字電�、以及汽車電子的嵌入式應�,是這次機遇中難遇的切入�;機遇與挑戰(zhàn)并存�

市場

  嵌入式軟件廣泛應用于國防、工�、家�、商用、辦�、醫(yī)療等領域,如我們常見的移動電話、掌上電�、數(shù)碼相�、機頂盒、MP3等都是用嵌入式軟件技術對傳統(tǒng)產品進行智能化改造的結果�

  嵌入式軟件在中國的定位應該集中在國防工業(yè)和工�(yè)控制、消費電�、通信產業(yè)�

  首先一個市場是�(shù)字電視市�。中國有8000萬戶有線電視網用戶�1億以上有線電話網用戶�3億多臺彩色電視機�7000多萬臺VCD/DVD�,據(jù)估計,未來十年是機頂盒的黃金時期,十年間總量可達�1�1.5億臺,總產量將達�600�1500億元人民��

  第二個市場是移動通信市場。中國是全球第二大手機消費國,今年,中國手機的用戶將達到7000�,據(jù)預計,明�,中國將成為大手機消費國;國內GSM手機定點廠家已達�14�,如果每個手機定點廠家的年產量達�100萬臺(盈利點),則總產量將達�1400萬臺�

  第三個市場是掌上電腦(PDA�。計算機正在向微型化和化方向�(fā)�,PDA�5年內總銷量將達到3000萬臺,總產值達�300億元�

  綜合三個市�,當前的形勢為:�(shù)字電視市場已開始啟動�2.5G�3G手機的研�(fā)已開�,國內手機廠家的市場拓展已取得初步成�;PDA市場已初步形成規(guī)��

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