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ARMCortex-A8嵌入式系统设计:发展追踪

【摘要】:由于Linux系统本身具备的特点,使得开源嵌入式操作系统很容易推广并且得到不断的完善。随着嵌入式系统的发展,嵌入式系统的人机交互功能越来越强大,多媒体人机界面逐渐成为嵌入式系统的主要人机交互方式。

信息时代、数字时代使得嵌入式产品获得了巨大的发展契机,为嵌入式市场展现了美好的前景,同时也对嵌入式生产厂商提出了新的挑战,从中我们可以看出未来嵌入式系统的几大发展趋势。

1.系统工程

嵌入式开发是一项系统工程,因此不仅要求嵌入式系统厂商提供嵌入式软、硬件系统,同时还需要提供强大的硬件开发工具和软件包支持。目前很多厂商已经充分考虑到这一点,无论是消费类嵌入式产品还是工业嵌入式产品,开发工具和软件支持至关重要。当前的智能手机平台就能充分体现这一点,iPhone的成功很大程度上是苹果应用商店模式的成功,数十万的应用支持成为了iPhone受欢迎的主要原因之一。在专用领域,强大的硬件开发工具一方面有助于相关硬件和平台的普及,也可以极大地缩短产品的开发周期,降低开发难度。例如,三星公司在推广ARM7、ARM9芯片的同时还提供开发板和板级支持包(BSP),而Windows CE在主推系统时也提供Embedded VC++作为开发工具,还有Vxworks的Tonado开发环境、DeltaOS的Limda编译环境等都是这一趋势的典型体现。当然,这也是市场竞争的结果。

2.开源化

随着嵌入式Linux系统的产生,越来越多的嵌入式产品采用开源嵌入式操作系统。由于Linux系统本身具备的特点,使得开源嵌入式操作系统很容易推广并且得到不断的完善。相信不久的将来,开源的、完善的嵌入式操作系统会在嵌入式系统应用中占据更重要的地位。

3.功能多样化

网络化、信息化的要求随着因特网技术的成熟和带宽的增大而日益提高,使得以往单一功能的设备如电话、手机、冰箱、打印机等功能不再单一,结构更加复杂。这就要求芯片设计厂商在芯片上集成更多的功能,为了满足应用功能的升级,设计师们一方面采用更强大的嵌入式处理器如32位、64位RISC芯片或信号处理器DSP增强处理能力,同时增加功能接口(如USB),扩展总线类型(如CAN BUS),加强对多媒体、图形等的处理,逐步实施片上系统(SOC)的概念。软件方面采用实时多任务编程技术和交叉开发工具技术来控制功能复杂性,简化应用程序设计、保障软件质量和缩短开发周期。(www.chuimin.cn)

4.节能化

未来的嵌入式产品是软、硬件紧密结合的设备,为了降低功耗和成本,需要设计者尽量精简系统内核,只保留和系统功能紧密相关的软、硬件,利用最低的资源实现最适当的功能,这就要求设计者选用最佳的编程模型和不断改进算法优化编译器性能。因此,既要求软件人员具有丰富的硬件知识,又需要发展先进嵌入式软件技术,如Java、Web和WAP等。

5.人性化

良好的用户体验是任何一款产品最为重要的要求,早期的嵌入式系统由于功能简单、性能较低,人机交互功能较为薄弱,一般用于专业性较强的工业控制领域。随着嵌入式系统的发展,嵌入式系统的人机交互功能越来越强大,多媒体人机界面逐渐成为嵌入式系统的主要人机交互方式。也正是人机交互方式的改进使得嵌入式系统能够应用于更多的领域。如今,用户基本不需要任何培训就能够很自然地使用手机、取款机、购票机等,这些都得益于强大的多媒体人机界面。

6.网络化

未来的嵌入式设备为了适应网络发展的要求,必然要求硬件上提供各种网络通信接口。传统的单片机对于网络支持不足,而新一代的嵌入式处理器已经开始内嵌网络接口,除了支持TCP/IP,还有的支持IEEE 1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口中的一种或者几种,同时也提供相应的通信组网协议软件和物理层驱动软件。软件方面,系统内核支持网络模块,甚至可以在设备上嵌入Web浏览器,真正实现随时随地用各种设备上网。