嵌入式系统开发新模式嵌入式系统新型开发模式

2021-12-01 02:36:49

阅读 11235次标签：嵌入式系统开发作者： anyi

嵌入式系统的开发过程一般采用“宿主机/开发板”开发模式，即利用宿主机（PC机）上丰富的软硬件资源及良好的开发环境和调试工具来开发目标板上的软件。然后通过交叉编译环境生成目标代码和可执行文件，通过串口/USB/以太网等方式下载到目标板上，利用交叉调试器在监控程序运行，实时分析，最后将程序下载固化到目标机上，完成整个开发过程。那么对于嵌入式系统开发有哪几种新的模式呢？

　　综合各种技术的特点及嵌入式系统开发的技术发展现状，给出两种设计方案：PC/104主板+WinCE操作系统、ARM芯片+uClinux操作系统。
　 1. 采用PC-104主板+WinCE操作系统设计
　　这是极便捷的开发模式。在硬件设计时，与DIY家用电脑一样，将通信管理机的几个模块组装在一起即可。这几个模块分别为：PC/104主板、CF存储卡、电源、机箱。
　　PC/104主板可采用各大厂商提供的工控主板。目前主流的厂商有研华、研祥、凌华等。不同主板的差别主要有几点：CPU速度(较高速度为PentiumIV，主流配置为PentiumIII，也可根据需要选择更低配置)、SDRAM(32M/64M)、接口种类与数量(串口、网口、USB口等)、尺寸、功耗等，当然相应的其价格也有一定差别。
　　除此以外，还需配置一块CF存储卡，一般为64M/128M/256M，根据需要存储的数据容量选择CF卡容量。
　　电源选择对于整个设备的稳定性至关重要。选择电源时，需要确定几个参数：功率(电源功率在满足所有配件功耗的基础上留15～20％裕量)、输入/输出电压规格(输入一般为AC220V，输出根据主板的要求为DC5V、DC12V或其他)、过压保护、过流保护、适用温度、尺寸等。
　　机箱一般采用标准19英寸机架式设计，一般为2U高度，也可根据内部配件的尺寸设计为4U高度。在面板上安装相应的接口插头、插座、开关按钮等就完成了整个设备硬件设计。
　　嵌入式软件开发更简单。由于采用WinCE操作系统，软件的开发与一般PC机上的开发完全相同。如果原系统采用工控机设计已有成熟可用的软件程序，只需将该程序安装在WinCE操作系统下即可。这种模式对于旧系统的升级更新非常适用，避免了重复劳动，也节约了研发成本缩短了开发周期。而且，WinCE操作系统的价格非常低。与Windows2000/WindowsXP操作系统的购买成本比较，几乎可忽略不计。
　　从研发角度，PC/104主板+WinCE操作系统模式无疑是极佳的选择。从生产角度，PC/104主板在价格上不及ARM芯片有竞争力，但是与工控机比较优势非常明显，这种模式非常适于旧系统的升级换代。
　　2. 采用ARM芯片+uClinux操作系统设计
　　这种开发模式在当前非常盛行。ARM芯片功耗低、体积小、极高性价比。uClinux操作系统是一种开放性、免费操作系统。ARM芯片+uClinux操作系统是将性能与价格极优配置的一种开发模式。
　　但这种开发模式也有其缺点。首先，对于没有相关开发经验的技术人员，熟悉ARM芯片与uClinux操作系统需要时间花费，研发周期与研发费用值得考虑。第二，如果原来已采用工控机方式开发VC++的应用程序，将它移植到uClinux操作系统工作量大。因此，这种开发模式适于做全新开发时采用。
　　采用ARM芯片+uClinux操作系统模式，或者PC/104主板+WinCE操作系统模式各有其优缺点。可根据已有旧系统的情况、开发人员情况、开发周期等多方面因素进行选择。

昂贵的商用嵌入式操作系统在一定程度上抑制了嵌入式系统的更广泛应用。但随着免费Linux操作系统的日趋成熟,嵌入式Linux将成为新的嵌入式操作系统的研发基础。提出了嵌入式系统新型开发模式下的重要开发,希望这些能对嵌入式系统开发人员具有一定的参考意义。

采用ARM芯片+uClinux操作系统模式，或者PC/104主板+WinCE操作系统模式各有其优缺点。可根据已有旧系统的情况、开发人员情况、开发周期等多方面因素进行选择。

（一品威客 anyi）

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