计算机嵌入式系统开发技术研究

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嵌入式系统设计对硬件和软件的高效率给予了严格的要求，先在系统结构组合形式方面进行简化处理，且设置了多功能微处理器。系统自动录入用户应用到的程序指令，实现了专用系统性能的改善。长期性。嵌入式系统本质上属于专用计算机系统，针对用户操作中某一项设备运行所设置的控制模式，应用价值得到了进一步升级。嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，其与相关产品的升级改良也是在同一时间进行。实践证明，嵌入式系统及其附属产品在市场销售中会持续很长的时间。

集成电路技术用于嵌入式系统开发

集成电路（IC）是采用半导体制作工艺，在一块较小的单晶硅片上制作上许多晶体管及电阻器、电容器等元器件，并按照多层布线或遂道布线的方法将元器件组合成完整的电子电路。IC技术运用于嵌入式系统开发解决了电子元器件的连接问题，使得系统内小型元件的运转符合用户应用操作的要求，显著提高了专用计算机系统的安全可靠性。（1）全定制/VLSI。在全定制IC技术中，需要根据特定的嵌入式系统的数字实现来优化各层，设计人员从晶体管的版图尺寸、位置、连线开始设计以达到芯片面积利用率高、速度快、功耗低的最优化性能。利用掩膜在制造厂生产实际芯片，全定制的IC设计也常称为大规模集成电路设计，具有很高的NRE成本、很长的制造时间，适用于大量或对性能要求严格的应用[1]。（2）半定制ASIC。半定制ASIC是一种约束型设计方法，包括门阵列设计法和标准单元设计法，要求嵌入式系统结构设计与应用模块相互匹配。它是在芯片制作好一些具有通用性的单元元件和元件组的半成品硬件，设计者仅需要考虑电路的逻辑功能和各功能模块之间的合理连接即可。这种设计方法灵活方便、性价比高，缩短了设计周期，提高了成品率。（3）可编程ASIC。可编程器件中所有各层都已经存在，设计完成后，在实验室里即可烧制出设计的芯片，不需要IC厂家参与，开发周期显著缩短。可编程ASIC具有较低的NRE成本，单位成本较高，功耗较大，速度较慢。考虑到嵌入式系统开发属于高新技术产业，采用可编程技术制作系统芯片，综合改善了系统操作的性能。

处理器技术运用于新系统的研发

微型嵌入式系统由处理器、软硬件、操作系统、应用程序等结构组成，嵌入式系统开发流程如图2所示，采用先进的处理技术是系统研发的重要条件。处理器是计算机系统的核心元件，数字、文字、图像、视频等信息均要经过嵌入式处理器才能表达信息内容。合理运用处理器技术强化了数据存储的安全性，规范了指令程序执行的有序性。（1）通用技术。选择通用型处理器在功能特性方面相对广阔，有助于嵌入式系统的多功能改造。通用处理器适用于不同类型的操作系统，储存程序之间经过相互转换即可安全存储。计算机嵌入式系统开发引入通用技术，数据传输路径也是通用，使寄存器、逻辑单元在处理数据时具有相似的运作流程[2]。如：研发人员只需根据用户要求编写程序，即可满足计算机系统功能的分配。（2）单一技术。计算机嵌入系统是针对特定用户群体研发的专用系统，系统功能设置需坚持单一性原则，这与通用型处理器存在着极大的差异。单一技术条件下处理器功能被简化，只根据用户的某项要求执行程序指令。解码器是单一技术运用的典型代表，核心功能是负责待传输数据的编码、解码，如：原始语言信息的压缩、解压等处理，研发人员设计数字电路既可满足单一模式的要求。（3）专用技术。实现具体应用功能的最优化，这是嵌入式系统开发的根本目的，改善了早期通用型计算机处理器的功能特性。专用技术配备了专用指令集处理器作为控制元件，运用数字信号作为信息传输的载体[4]。用户只需将需要执行应用功能的程序代码传输至微处理器芯片，接收到系统发出的执行命令便可启动嵌入式系统运行，专用处理器技术是计算机系统智能改造的必备条件。

新型系统研发需注意的事项

计算机嵌入式系统是高科技研发的重点项目，关系着计算机应用技术的发展水平。IT行业从事系统开发工作，必须以先进的科学技术为基础，重点采用集成电路技术、微处理器技术、设计验证技术等，使开发出的系统功能符合用户的应用标准[3]。需要注意的具体事项：①硬件是嵌入式系统执行程序代码的主要组成，硬件技术决定了系统功能模块的优先级别。研发人员需注意硬件的设计技术，以芯片级、电路板级为中心，使系统各级功能正常的应用。②软件多数是执行于计算机中的程序，在嵌入系统中与硬件共同完成各项功能的操作。系统研发要考虑自然语言与计算机语言之间的转换，编写的程序语言不得与计算机语言发生冲突，程序模拟执行符合标准才能启用系统。

结语

企业经营收益水平持续上升，为新科技产品的研发提供了资金保证。嵌入式系统针对特定用户群体设计了多功能操作模块，推动计算机系统朝着“个性、智能、高效”等趋势发展。研发系统过程积极运用集成电路及处理器技术，降低了程序语言编写的难度，维持应用功能的持久发挥。

作者：朱洪单位：四川理工学院