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嵌入式运用和解释
zheng000 | 2008-01-07 16:21:53    阅读:1218   发布文章

  嵌入式系统一般指非PC系统,它包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件(OS)(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。有时设计人员把这两种软件组合在一起。应用程序控制着系统的运作和行为;而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。
  嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。嵌入式微处理器一般就具备以下4个特点:
1)对实时多任务有很强的支持能力,能[URL=http://www.dzsc.com/stock-ic/UA774BDM.html]UA774BDM[/URL]完成多任务并且有较短的中断响应时间,从而使内部的代码和实时内核心的执行时间减少到最低限度。
2)具有功能很强的存储区保护功能。这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化,而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用,需要设计强大的存储区保护功能,同时也有利于软件诊断。
3)可扩展的处理器结构,以能最迅速地开展出满足应用的最高性能的嵌入式微处理器。
4)嵌入式微处理器必须功耗很低,尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此,如需要功耗只有mW甚至μW级。
  嵌入式计算机系统同通用型计算机系统相比具有以下特点:
1.嵌入式系统通常是面向特定应用的嵌入式CPU与通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中,它通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点,能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化,移动能力大大增强,跟网络的耦合也越来越紧密。
2.嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。
3.嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计,量体裁衣、去除冗余,力争在同样的硅片面积上实现更高的性能,这样才能在具体应用中对处理器的选择更具有竞争[URL=http://www.dzsc.com/stock-ic/PIC24LC04BT.html]PIC24LC04BT[/URL]
力。
4.嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起,它的升级换代也是和具体产品同步进行,因此嵌入式系统产品一旦进入市场,具有较长的生命周期。
5.为了提高执行速度和系统可靠性,嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中,而不是存贮于磁盘等载体中。
6.嵌入式系统本身不具备自举开发能力,即使设计完成以后用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改的,必须有一套开发工具和环境才能进行开发。
  嵌入式系统的典型特征是面向用户、面向产品、面向应用的,市场应用是嵌入式系统开发的导向和前提。一个嵌入式系统的设计取决于系统的需求。

 MVB的介质访问是由总线管理器BA进行管理的,总线管理器BA是唯一的总线主设备,所有其它设备都是从设备。主设备按照某种预定的顺序对端口进行周期性轮询,在周期的间隔中,主设备转而处理偶发性请求。

  可靠性措施:MVB容错措施包括

  发送的完整性:链路层有扩充的[URL=http://www.dzsc.com/stock-ic/BZX84B9V1(9.1V).html]BZX84B9V1(9.1V)[/URL]检错机制,该机制提供的汉明码距为8,可检测位、帧和同步错误。

  故障的独立性:通常对铜介质进行完全双份配置,以确保设备故障的独立性。

  发送的可用性:可用性可以通过介质冗余、电源冗余、管理器冗余等措施得以提高。

1、嵌入式操作系统选择:

  通常而言,为一个嵌入式系统选择操作系统要考虑如下几个因素:

  操作系统支持的微处理器

  操作系统的性能

  操作系统的软件组件和设备驱动程序
 
  操作系统的调试工具[URL=http://www.dzsc.com/stock-ic/ERJ-6ENF2671V.html]ERJ-6ENF2671V[/URL]
,开发环境、在线仿真器(ICE)、编译器、汇编器、连接器、调试器以及模拟器等等

  操作系统的标准兼容性

  操作系统的技术支持程度

  操作系统是提供源代码还是目标代码

  操作系统的许可使用情况

  操作系统的开发者声誉状况

2、硬件设计

  硬件[URL=http://www.dzsc.com/stock-ic/E303W-92ADKFW.html]E303W-92ADKFW[/URL]
设计设计包括了MVB控制器的FPGA设计和MVB总线系统的板级设计,其中关键的MVB控制器的设计如图5


  编码器:产生曼彻斯特编码,传送数据帧

  发送缓冲区:作为要发送的数据和CRC检测值的缓冲区

  译码器:接收、曼彻斯特译码,数据提取、数据错误检测

  接收缓冲区:作为接收端数据和CRC结果的缓冲区

  报文分析单元:检测主帧和从帧超时,帧误检测、错误状态报告

  状态控制寄存器:MVBC配置

  主控单元:支持MVBC作为主设备或者从设备工作,支持队列消息传送

  设备地址读取和储存单元:硬件定义的设备地址可以被不同的值覆盖

  地址逻辑:把CPU对MVBC内部寄存器进行访问的输入地址进行解析;产生MVBC访问TM的输出地址

  总线复用、转换单元:处理MVBC内部的数据传送

  中断逻辑:支持16种中断源;

  通用定时器:两个定时输出信号,可提供给系统同步使用

  时钟产生电路:产生所有MVBC工作的时钟和计数器

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