嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)特點及前景展望

　 基于嵌入式系統(tǒng)的概念，闡述嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)、嵌入式開發(fā)以及廣泛的應(yīng)用。首先，分析嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)特點，分別從嵌入式處理器和嵌入式操作系統(tǒng)兩方面介紹，著重說明它不同于其它操作系統(tǒng)的一些處理方法和過程；在此基礎(chǔ)上闡述嵌入式軟件的開發(fā)過程，并結(jié)合作者嵌入式軟件開發(fā)的實踐，著重闡述嵌入式軟件的一些開發(fā)技巧。接著，介紹目前嵌入式系統(tǒng)一些流行的應(yīng)用，以及南京東大移動互聯(lián)技術(shù)有限公司自行研制的基于藍牙技術(shù)的嵌入式產(chǎn)品。最后，給出作者的體會，展望嵌入式系統(tǒng)的前景。

　 引 言

　 在當(dāng)前數(shù)字信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的后PC（Post-PC）時代，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地滲透到科學(xué)研究、工程設(shè)計、軍事技術(shù)、各類產(chǎn)業(yè)和商業(yè)文化藝術(shù)以及人們的日常生活等方方面面中。隨著國內(nèi)外各種嵌入式產(chǎn)品的進一步開發(fā)和推廣，嵌入式技術(shù)越來越和人們的生活緊密結(jié)合。

　 1970年左右出現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的概念，此時的嵌入式系統(tǒng)很多都不采用操作系統(tǒng)，它們只是為了實現(xiàn)某個控制功能，使用一個簡單的循環(huán)控制對外界的控制請求進行處理。當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)越來越復(fù)雜、利用的范圍越來越廣泛的時候，每添加一項新的功能，都可能需要從頭開始設(shè)計。沒有操作系統(tǒng)已成為一個最大的缺點了。

　 C語言的出現(xiàn)使操作系統(tǒng)開發(fā)變得簡單。從上世紀80年代開始，出現(xiàn)了各種各樣的商用嵌入式操作系統(tǒng)百家爭鳴的局面，比較著名的有VxWorks、pSOS和Windows CE等等，這些操作系統(tǒng)大部分是為專有系統(tǒng)而開發(fā)的。另外，源代碼開放的嵌入式Linux，由于其強大的網(wǎng)絡(luò)功能和低成本，近來也得到了越來越多的應(yīng)用。

　 1 嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)特點

　 嵌入式系統(tǒng)通常包括構(gòu)成軟件的基本運行環(huán)境的硬件和操作系統(tǒng)兩部分。嵌入式系統(tǒng)的運行環(huán)境和應(yīng)用場合決定了嵌入式系統(tǒng)具有區(qū)別于其它操作系統(tǒng)的一些特點。

（1）嵌入式處理器

　 嵌入式處理器可以分為三類：嵌入式微處理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP（Digital Signal Processor）。嵌入式微處理器就是和通用計算機的微處理器對應(yīng)的CPU。在應(yīng)用中，一般是將微處理器裝配在專門設(shè)計的電路板上，在母板上只保留和嵌入式相關(guān)的功能即可，這樣可以滿足嵌入式系統(tǒng)體積小和功耗低的要求。目前的嵌入式處理器主要包括：PowerPC、Motorola 68000、ARM系列等等。

　　嵌入式微控制器又稱為單片機，它將CPU、存儲器（少量的RAM、ROM或兩者都有）和其它外設(shè)封裝在同一片集成電路里。常見的有8051。

　　嵌入式DSP專門用來對離散時間信號進行極快的處理計算，提高編譯效率和執(zhí)行速度。在數(shù)字濾波、FFT、譜分析、圖像處理的分析等領(lǐng)域，DSP正在大量進入嵌入式市場。

?。?）微內(nèi)核結(jié)構(gòu)

　 大多數(shù)操作系統(tǒng)至少被劃分為內(nèi)核層和應(yīng)用層兩個層次。內(nèi)核只提供基本的功能，如建立和管理進程、提供文件系統(tǒng)、管理設(shè)備等，這些功能以系統(tǒng)調(diào)用方式提供給用戶。一些桌面操作系統(tǒng)，如Windows、Linux等，將許多功能引入內(nèi)核，操作系統(tǒng)的內(nèi)核變得越來越大。內(nèi)核變大使得占用的資源增多，剪裁起來很麻煩。

　 大多數(shù)嵌入式操作系統(tǒng)采用了微內(nèi)核結(jié)構(gòu)，內(nèi)核只提供基本的功能，比如：任務(wù)的調(diào)度、任務(wù)之間的通信與同步、內(nèi)存管理、時鐘管理等。其它的應(yīng)用組件，比如網(wǎng)絡(luò)功能、文件系統(tǒng)、GUI系統(tǒng)等均工作在用戶態(tài)，以系統(tǒng)進程或函數(shù)調(diào)用的方式工作。因而系統(tǒng)都是可裁減的，用戶可以根據(jù)自己的需要選用相應(yīng)的組件。

?。?）任務(wù)調(diào)度

　 在嵌入式系統(tǒng)中，任務(wù)即線程。大多數(shù)的嵌入式操作系統(tǒng)支持多任務(wù)。多任務(wù)運行的實現(xiàn)實際是靠CPU在多個任務(wù)之間切換、調(diào)度。每個任務(wù)都有其優(yōu)先級，不同的任務(wù)優(yōu)先級可能相同也可能不同。任務(wù)的調(diào)度有三種方式：可搶占式調(diào)度、不可搶占式調(diào)度和時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度。不可搶占式調(diào)度是指，一個任務(wù)一旦獲得CPU就獨占CPU運行，除非由于某種原因，它決定放棄CPU的使用權(quán)；可搶占式調(diào)度是基于任務(wù)優(yōu)先級的，當(dāng)前正在運行的任務(wù)可以隨時讓位給優(yōu)先級更高的處于就緒態(tài)的其它任務(wù)；當(dāng)兩個或兩個以上任務(wù)有同樣的優(yōu)先級，不同任務(wù)輪轉(zhuǎn)地使用CPU，直到系統(tǒng)分配的CPU時間片用完，這就是時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度。

　 目前，大多數(shù)嵌入式操作系統(tǒng)對不同優(yōu)先級的任務(wù)采用基于優(yōu)先級的搶占式調(diào)度法，對相同優(yōu)先級的任務(wù)則采用時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度法。

?。?）硬實時和軟實時

　 有些嵌入式系統(tǒng)對時間的要求較高，稱之為實時系統(tǒng)。有兩種類型的實時系統(tǒng)：硬實時系統(tǒng)和軟實時系統(tǒng)。軟實時系統(tǒng)并不要求限定某一任務(wù)必須在一定的時間內(nèi)完成，只要求各任務(wù)運行得越快越好；硬實時系統(tǒng)對系統(tǒng)響應(yīng)時間有嚴格要求，一旦系統(tǒng)響應(yīng)時間不能滿足，就可能會引起系統(tǒng)崩潰或致命的錯誤，一般在工業(yè)控制中應(yīng)用較多。

（5）內(nèi)存管理

　 針對有內(nèi)存管理單元（MMU）的處理器設(shè)計的一些桌面操作系統(tǒng)，如Windows、Linux，使用了虛擬存儲器的概念。虛擬內(nèi)存地址被送到MMU。在這里，虛擬地址被映射為物理地址，實際存儲器被分割為相同大小的頁面，采用分頁的方式載入進程。一個程序在運行之前，沒有必要全部裝入內(nèi)存，而是僅將那些當(dāng)前要運行的部分頁面裝入內(nèi)存運行。

　 大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)針對沒有MMU的處理器設(shè)計，不能使用處理器的虛擬內(nèi)存管理技術(shù),采用的是實存儲器管理策略。因而對于內(nèi)存的訪問是直接的，它對地址的訪問不需要經(jīng)過MMU，而是直接送到地址線上輸出，所有程序中訪問的地址都是實際的物理地址；而且，大多數(shù)嵌入式操作系統(tǒng)對內(nèi)存空間沒有保護，各個進程實際上共享一個運行空間。一個進程在執(zhí)行前，系統(tǒng)必須為它分配足夠的連續(xù)地址空間，然后全部載入主存儲器的連續(xù)空間。

　 由此可見，嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)人員不得不參與系統(tǒng)的內(nèi)存管理。從編譯內(nèi)核開始，開發(fā)人員必須告訴系統(tǒng)這塊開發(fā)板到底擁有多少內(nèi)存；在開發(fā)應(yīng)用程序時，必須考慮內(nèi)存的分配情況并關(guān)注應(yīng)用程序需要運行空間的大小。另外，由于采用實存儲器管理策略，用戶程
序同內(nèi)核以及其它用戶程序在一個地址空間，程序開發(fā)時要保證不侵犯其它程序的地址空間，以使得程序不至于破壞系統(tǒng)的正常工作，或?qū)е缕渌绦虻倪\行異常；因而，嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)人員對軟件中的一些內(nèi)存操作要格外小心。

?。?）內(nèi)核加載方式

　 嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核可以在Flash上直接運行，也可以加載到內(nèi)存中運行。Flash的運行方式，是把內(nèi)核的可執(zhí)行映像燒寫到Flash上，系統(tǒng)啟動時從Flash的某個地址開始執(zhí)行。這種方法實際上是很多嵌入式系統(tǒng)所采用的方法。內(nèi)核加載方式是把內(nèi)核的壓縮文件存放在Flash上，系統(tǒng)啟動時讀取壓縮文件在內(nèi)存里解壓，然后開始執(zhí)行。這種方式相對復(fù)雜一些，但是運行速度可能更快，因為RAM的存取速率要比Flash高。

　 由于嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)存管理機制，嵌入式操作系統(tǒng)對用戶程序采用靜態(tài)鏈接的形式。在嵌入式系統(tǒng)中，應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)內(nèi)核代碼編譯、鏈接生成一個二進制影像文件來運行。

　 2 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)相關(guān)技術(shù)

　 相對于在Windows環(huán)境下的開發(fā)應(yīng)用程序，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)有著很多的不同。不同的硬件平臺和操作系統(tǒng)帶來了許多附加的開發(fā)復(fù)雜性。

　 2.1 嵌入式開發(fā)過程

　 在嵌入式開發(fā)過程中有宿主機和目標(biāo)機的角色之分：宿主機是執(zhí)行編譯、鏈接、定址過程的計算機；目標(biāo)機指運行嵌入式軟件的硬件平臺。首先須把應(yīng)用程序轉(zhuǎn)換成可以在目標(biāo)機上運行的二進制代碼。這一過程包含三個步驟：編譯、鏈接、定址。編譯過程由交叉編譯器實現(xiàn)。所謂交叉編譯器就是運行在一個計算機平臺上并為另一個平臺產(chǎn)生代碼的編譯器。常用的交叉編譯器有GNU C/C++（gcc）。編譯過程產(chǎn)生的所有目標(biāo)文件被鏈接成一個目標(biāo)文件，稱為鏈接過程。定址過程會把物理存儲器地址指定給目標(biāo)文件的每個相對偏移處。該過程生成的文件就是可以在嵌入式平臺上執(zhí)行的二進制文件。

　 嵌入式開發(fā)過程中另一個重要的步驟是調(diào)試目標(biāo)機上的應(yīng)用程序。嵌入式調(diào)試采用交叉調(diào)試器，一般采用宿主機-目標(biāo)機的調(diào)試方式，它們之間由串行口線或以太網(wǎng)或BDM線相連。交叉調(diào)試有任務(wù)級、源碼級和匯編級的調(diào)試，調(diào)試時需將宿主機上的應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)內(nèi)核下載到目標(biāo)機的RAM中或直接燒錄到目標(biāo)機的ROM中。目標(biāo)監(jiān)控器是調(diào)試器對目標(biāo)機上運行的應(yīng)用程序進行控制的代理（Debugger Agent），事先被固化在目標(biāo)機的Flash、ROM中，在目標(biāo)機上電后自動啟動，并等待宿主機方調(diào)試器發(fā)來的命令，配合調(diào)試器完成應(yīng)用程序的下載、運行和基本的調(diào)試功能，將調(diào)試信息返回給宿主機。

　2.2 向嵌入式平臺移植軟件

　 大部分嵌入式開發(fā)人員選用的軟件開發(fā)模式是先在PC機上編寫軟件，再進行軟件的移植工作。在PC機上編寫軟件時，要注意軟件的可移植性，選用具有較高移植性的編程語言（如C語言），盡量少調(diào)用操作系統(tǒng)函數(shù)，注意屏蔽不同硬件平臺帶來的字節(jié)順序、字節(jié)對齊等問題。以下是我們在移植協(xié)議棧過程中的一些體會。

　 2.2.1 字節(jié)順序

　 字節(jié)順序是指占內(nèi)存多于一個字節(jié)類型的數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存放順序，通常有小端、大端兩種字節(jié)順序。小端字節(jié)序指低字節(jié)數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存低地址處，高字節(jié)數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存高地址處；大端字節(jié)序是高字節(jié)數(shù)據(jù)存放在低地址處，低字節(jié)數(shù)據(jù)存放在高地址處?；赬86平臺的PC機是小端字節(jié)序的，而有的嵌入式平臺則是大端字節(jié)序的。因而對int、uint16、uint32等多于1字節(jié)類型的數(shù)據(jù)，在這些嵌入式平臺上應(yīng)該變換其存儲順序。通常我們認為，在空中傳輸?shù)淖止?jié)的順序即網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序為標(biāo)準(zhǔn)順序，考慮到與協(xié)議的一致以及與同類其它平臺產(chǎn)品的互通，在程序中發(fā)數(shù)據(jù)包時，將主機字節(jié)序轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序，收數(shù)據(jù)包處將網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序轉(zhuǎn)換為主機字節(jié)序。

　 2.2.2 字節(jié)對齊

　 有的嵌入式處理器的尋址方式?jīng)Q定了在內(nèi)存中占2字節(jié)的int16、uint16等類型數(shù)據(jù)只能存放在偶數(shù)內(nèi)存地址處，占4字節(jié)的int32 、uint32 等類型數(shù)據(jù)只能存放在4的整數(shù)倍的內(nèi)存地址處；占8字節(jié)的類型數(shù)據(jù)只能存放在8的整數(shù)倍的內(nèi)存地址處；而在內(nèi)存中只占1字節(jié)的類型數(shù)據(jù)可以存放在任意地址處。由于這些限制，在這些平臺上編程時有很大的不同。首先，結(jié)構(gòu)體成員之間會有空洞，比如這樣一個結(jié)構(gòu)：
typedef struct test{
char a;
uint16 b;
}TEST

　 結(jié)構(gòu)TEST在單字節(jié)對齊的平臺上占內(nèi)存三個字節(jié)，而在以上所述的嵌入式平臺上有可能占三個或四個字節(jié)，視成員a的存儲地址而定。當(dāng)a存儲地址為偶數(shù)時，該結(jié)構(gòu)占四個字節(jié)，在a與b之間存在一個字節(jié)的空洞。對于通信雙方都是對結(jié)構(gòu)成員操作的，這種情況不會出錯，但如果有一方是逐字節(jié)讀取內(nèi)容的（通信協(xié)議大都如此），就會錯誤地讀到其它字節(jié)的內(nèi)容。其次，若對內(nèi)存中數(shù)據(jù)以強制類型轉(zhuǎn)換的方式讀取，字節(jié)對齊的不
同會引起數(shù)據(jù)讀取的錯誤。因為假如指針指在基數(shù)內(nèi)存地址處，我們想取得占內(nèi)存兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)存放在uint16型的變量中，強制類型轉(zhuǎn)換的結(jié)果是取得了該指針?biāo)傅刂放c前一地址處的數(shù)據(jù)，并沒有按照我們的愿望取該指針?biāo)傅刂放c后一地址處的數(shù)據(jù)，這樣就導(dǎo)致了數(shù)據(jù)讀取的錯誤。

　 解決字節(jié)對齊有許多方法，比如可以在GCC的項目管理文件MakeFile中增加編譯選項--pack-struct；但這種方法只能去除結(jié)構(gòu)中的空洞，并不能解決強制類型轉(zhuǎn)換引起的錯誤。為了增強軟件的可移植性以及和同類其它平臺產(chǎn)品的互通性，我們在收數(shù)據(jù)包處增加了拆包的函數(shù)，發(fā)數(shù)據(jù)包處增加了組包的函數(shù)。這兩個函數(shù)解決了字節(jié)序的問題，也解決了字節(jié)對齊的問題。即組包時根據(jù)參數(shù)中的格式字符串將內(nèi)存中的不同數(shù)據(jù)類型的某段數(shù)據(jù)放在指定地址處，組成包發(fā)給下層；拆包時，根據(jù)參數(shù)中的格式字符串將收到的內(nèi)存中的數(shù)據(jù)存放在不同類型的變量或結(jié)構(gòu)成員中。在函數(shù)中針對不同的數(shù)據(jù)類型作不同的處理。

　 2.2.3 位 段

　 由于位段的空間分配方向因硬件平臺的不同而不同，對X86平臺，位段是從右向左分配的；而一些嵌入式平臺，位段是從左向右分配的。分配順序的不同導(dǎo)致了數(shù)據(jù)存取的錯誤。解決這一問題的一種方法是采用條件編譯的方式，針對不同的平臺定義順序不同的位段；也可以在前面所述的兩個函數(shù)中加上對位段的處理。

　 2.2.4 代碼優(yōu)化

　 嵌入式系統(tǒng)對應(yīng)用軟件的質(zhì)量要求更高，因而在嵌入式開發(fā)中尤其須注意對代碼進行優(yōu)化，盡可能地提高代碼的效率，減少代碼的大小。雖然現(xiàn)代C和C++編譯器都提供了一定程度的代碼優(yōu)化，但大部分由編譯器執(zhí)行的優(yōu)化技術(shù)僅涉及執(zhí)行速度和代碼大小的平衡，不可能使程序既快又小，因而必須在編寫嵌入式軟件時采取必要的措施。

（1）提高代碼的效率

　?、賡witch-case 語句。在程序中經(jīng)常會使用switch-case語句，每一個由機器語言實現(xiàn)的測試和跳轉(zhuǎn)僅僅是為了決定下一步要做什么，就浪費了處理器時間。為了提高速度，可以把具體的情況按照它們發(fā)生的相對頻率排序。即把最可能發(fā)生的情況放在第一，最不可能發(fā)生的情況放在最后，這樣會減少平均的代碼執(zhí)行時間。

　?、?全局變量。使用全局變量比向函數(shù)傳遞參數(shù)更加有效率，這樣做去除了函數(shù)調(diào)用前參數(shù)入棧和函數(shù)完成后參數(shù)出棧的需要。當(dāng)然，使用全局變量會對程序有一些負作用。

?。?）減小代碼的大小

　　嵌入式系統(tǒng)編程應(yīng)避免使用標(biāo)準(zhǔn)庫例程，因為很多大的庫例程設(shè)法處理所有可能的情況，所以占用了龐大的內(nèi)存空間，因而應(yīng)盡可能地減少使用標(biāo)準(zhǔn)庫例程。

?。?）避免內(nèi)存泄漏

　 用戶內(nèi)存空間（堆）為RAM中全局數(shù)據(jù)和任務(wù)堆?？臻g都分配后的剩余空間，為了使程序能有足夠的內(nèi)存運行，必須在申請的內(nèi)存不用后及時地將其釋放，以確保再次申請時能有空間。如果程序中存在內(nèi)存泄漏（即申請內(nèi)存后沒有及時釋放）的情況，程序最終會因為沒有足夠的內(nèi)存空間而無法運行。

　 3 嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用

　 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用前景是非常廣泛的，人們將會無時無處不接觸到嵌入式產(chǎn)品，從家里的洗衣機、電冰箱，到作為交通工具的自行車、小汽車，到辦公室里的遠程會議系統(tǒng)等等。特別是以藍牙為代表的小范圍無線接入?yún)f(xié)議的出現(xiàn)，使嵌入式無線電的概念悄然興起。當(dāng)嵌入式的無線電芯片的價格可被接受時，它的應(yīng)用可能會無所不在。在家中、辦公室、公共場所，人們可能會使用數(shù)十片甚至更多這樣的嵌入式無線電芯片，將一些電子信息設(shè)備甚至電氣設(shè)備構(gòu)成無線網(wǎng)絡(luò)；在車上、旅途中，人們利用這樣的嵌入式無線電芯片可以實現(xiàn)遠程辦公、遠程遙控，真正實現(xiàn)把網(wǎng)絡(luò)隨身攜帶。下面介紹幾種具體的應(yīng)用。

　 （1）嵌入式移動數(shù)據(jù)庫

　　所謂的移動數(shù)據(jù)庫是支持移動計算的數(shù)據(jù)庫，有兩層含義：① 用戶在移動的過程中可以聯(lián)機訪問數(shù)據(jù)庫資源。② 用戶可以帶著數(shù)據(jù)庫移動。典型的應(yīng)用場合有在開著的救護車上查詢最近的醫(yī)院。該系統(tǒng)由前臺移動終端、后臺同步服務(wù)器組成，移動終端上有嵌入式實時操作系統(tǒng)和嵌入式數(shù)據(jù)庫。中國人民大學(xué)正在開發(fā)該系統(tǒng)，他們和Hopen公司合作，開發(fā)了前臺移動終端"小精靈"。

?。?）嵌入式系統(tǒng)在智能家居網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

　 智能家居網(wǎng)絡(luò)（E-Home）指在一個家居中建立一個通信網(wǎng)絡(luò)，為家庭信息提供必要的通路；在家庭網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的控制下，通過相應(yīng)的硬件和執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)對所有家庭網(wǎng)絡(luò)上家電和設(shè)備的控制和監(jiān)測。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的組成必然有家庭網(wǎng)關(guān)。家庭網(wǎng)關(guān)主要實現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)的信號綜合并與外界接口，以便作遠程控制和信息交換。不論是網(wǎng)關(guān)還是各家電上的控制模塊，都需有嵌入式操作系統(tǒng)。這些操作系統(tǒng)必須具有內(nèi)嵌式、實時性好、多用戶的特點。南京東大移動互聯(lián)技術(shù)有限公司研制的智能多媒體家庭網(wǎng)關(guān)，就是以嵌入式Linux作為該嵌入式設(shè)備的操作系統(tǒng)，設(shè)備之間的相互通信遵從藍牙通信協(xié)議，可以支持多個設(shè)備同時接入到固定電話網(wǎng)、國際互聯(lián)網(wǎng)等其它外部網(wǎng)絡(luò)。

　（3）嵌入式語音芯片

　 嵌入式語音芯片基于嵌入式操作系統(tǒng)，采用語音識別和語音合成、語音學(xué)層次結(jié)構(gòu)體系和文本處理模型等技術(shù)；可以應(yīng)用在手持設(shè)備、智能家電等多個領(lǐng)域，賦予這些設(shè)備人性化的交互方式和便利的使用方法；也可應(yīng)用于玩具中，實現(xiàn)聲控玩具、仿真寵物、與人對話的玩具；也能應(yīng)用于車載通信設(shè)備實現(xiàn)人機交流。該芯片應(yīng)用在移動通信設(shè)備中，比如，手機上短消息來時，我們不必費力地去看，而是可以聽到聲音。

?。?）基于小范圍無線通信協(xié)議的嵌入式產(chǎn)品
　　

以藍牙為代表的小范圍無線接入?yún)f(xié)議與嵌入式系統(tǒng)的結(jié)合，必將推動嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。近來，基于這些協(xié)議的嵌入式產(chǎn)品層出不窮，包括各種電話系統(tǒng)、無線公文包、各類數(shù)字電子設(shè)備以及在電子商務(wù)中的應(yīng)用。這些產(chǎn)品以其微型化和低成本的特點為它們在家庭和辦公室自動化、電子商務(wù)、工業(yè)控制、智能化建筑物和各種特殊場合的應(yīng)用開辟了廣闊的前景。

　　東南大學(xué)移動通信國家重點實驗室以及依托實驗室建立的南京東大移動互聯(lián)技術(shù)有限公司，從1998年開始跟蹤藍牙技術(shù)，在香港特區(qū)政府創(chuàng)新科技基金、江蘇省"十五"重大科技攻關(guān)以及國家"十五"科技攻關(guān)的資助下，先后設(shè)計和研制了多種基于藍牙技術(shù)的嵌入式產(chǎn)品。其中包括符合Bluetooth V1.1標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式PSTN網(wǎng)關(guān)和語音終端。它們基于藍牙"三合一電話"應(yīng)用模型，選用了中國科學(xué)院凱思昊鵬軟件技術(shù)工程有限公司提供的Hopen OS作為嵌入式開發(fā)的軟件平臺，選用華邦的W90221作為硬件平臺。語音終端能通過PSTN網(wǎng)關(guān)以無線的方式接入到PSTN網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)和PSTN網(wǎng)用戶的互通。還有符合Bluetooth V1.1標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式局域網(wǎng)接入點，它基于藍牙"局域網(wǎng)接入"應(yīng)用模型，選用嵌入式Linux操作系統(tǒng)作為軟件平臺，選用Motorola公司的CodeFire 5272作為硬件平臺。通過該接入點，終端用戶可以自由地接入到Internet，可以同時支持多個終端用戶連接到Internet。其它一些嵌入式產(chǎn)品包括智能多媒體家庭網(wǎng)關(guān)、遠程抄表系統(tǒng)、信息家電等等。

　 結(jié) 語

　 以上重點介紹了嵌入式系統(tǒng)的特點、嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用。我們在開發(fā)過程中體會到：嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和以前從事的開發(fā)工作實質(zhì)上并無區(qū)別，唯一改變的是每個硬件平臺都是獨特的，這一個不同點導(dǎo)致了許多附加的開發(fā)復(fù)雜性，因而，在嵌入式開發(fā)過程中要格外注意軟件創(chuàng)建過程；而且，在開發(fā)嵌入式產(chǎn)品之前要對選用的嵌入式硬件平臺有較多的了解，具備相應(yīng)的硬件知識，和硬件工程師密切配合；在選用嵌入式操作系統(tǒng)和硬件平臺時要根據(jù)所要開發(fā)的應(yīng)用的需要以及成本等方面的考慮選擇合適的系統(tǒng)和平臺。

　 在科技快速發(fā)展的今天，嵌入式產(chǎn)品將會越來越多地被廣泛應(yīng)用。我們相信，只要遵循嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)規(guī)律，適應(yīng)市場的需求，就一定能開發(fā)出越來越多的嵌入式產(chǎn)品。

參考文獻

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