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嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用和開發(fā)
基于嵌入式系統(tǒng)的具體產(chǎn)品應(yīng)用是計算機工程史上的里程碑。深入到了各行各業(yè)，其已成為高科技領(lǐng)域中必不可少的工具。 我下面為你整理了關(guān)于嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用和開發(fā)的文章，希望對你有所幫助。
1嵌入式系統(tǒng)簡介
嵌入式系統(tǒng)可以抽象出一個典型的組成模型，其可劃分為硬件層、軟件層及功能層。
1.1嵌入式系統(tǒng)定義
嵌入式系統(tǒng)最通用的定義是以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計算機[1]。
根據(jù)IEEE9(國際電氣和電子工程師協(xié)會)的定義，嵌入式系統(tǒng)也可定義為控制監(jiān)視或輔助設(shè)備機器和車間運行裝置。
嵌入式系統(tǒng)的定義很多，統(tǒng)一起來很難。對于其定義有疑問的部分研究人員將嵌入式系統(tǒng)定義為：“嵌入式系統(tǒng)是以嵌入式微處理器為內(nèi)核，以微電子技術(shù)，計算機技術(shù)，電子技術(shù)、對象技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可根據(jù)對象需要所設(shè)置，并且嵌入到對象器件內(nèi)，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用智能化的控制系統(tǒng)?！盵2]
1.2嵌入式系統(tǒng)的特點
嵌入式系統(tǒng)是面向?qū)I(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的，從其應(yīng)用角度分析，具有以下特點：
(1)硬件層，是所有軟件的運行基礎(chǔ)，嵌入式系統(tǒng)至少擁有一個高性能處理器為硬件平臺。如ARM處理器。
(2)軟件層，其能擴充和充分發(fā)揮硬件層功能。嵌入式系統(tǒng)需有一個多任務(wù)操作系統(tǒng)的軟件平臺，來控制管理計算機硬件和軟件資源以及合理的組織計算機工作流程。如Liunx，UC/OSⅡ等操作系統(tǒng)。
(3)嵌入式系統(tǒng)是先進的技術(shù)及資金密集、知識產(chǎn)業(yè)化不斷創(chuàng)新的集成系統(tǒng)。其將先進的電子科學(xué)技術(shù)與各行各業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合。
(4)是面向用戶、產(chǎn)品及特定應(yīng)用的。
(5)具有較長的生命周期。與實際產(chǎn)品相結(jié)合，并與產(chǎn)品升級同步進行。
(6)對程序質(zhì)量要求較高。一般都將系統(tǒng)中的軟件固化在存儲器中，大部分都具有較高的實時性。
(7)嵌入式系統(tǒng)不具備在其上進行進一步開發(fā)的能力。需要借助專門的開發(fā)工具和環(huán)境來滿足產(chǎn)品設(shè)計完成后的程序功能修改工作。
2基于ARM的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用及開發(fā)方法
2.1ARM的技術(shù)應(yīng)用特點
ARM(Advanced RISC Machines)是一種嵌入式微處理器，它具有低功耗、低成本、高性能的特點，采用RISC體系結(jié)構(gòu)，大量使用寄存器，具有高效的指令系統(tǒng)，在實際嵌入式應(yīng)用中，只保留和嵌入式應(yīng)用緊密相關(guān)的功能硬件，去除其他的冗余功能部分，來實現(xiàn)嵌入式應(yīng)用的特殊要求[3]?；贏RM微處理器的嵌入式系統(tǒng)不同于單片機、DSP系統(tǒng)，其高性能的特點，在硬件部分的電路板設(shè)計方面是比較困難的，絕大多數(shù)的ARM板都要在4層以上。其實ARM最關(guān)鍵的是軟件部分的操作系統(tǒng)，系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)更側(cè)重于軟件方面，包括系統(tǒng)裁減，底層驅(qū)動和應(yīng)用程序等。
2.2ARM嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程
基于ARM的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的開發(fā)流程如圖1所示。
2.3ARM嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)方法
(1)建立系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境
嵌入式系統(tǒng)資源受限制，如果在其硬件平臺上直接編寫軟件，比較困難。因此根據(jù)其特點須在特定的開發(fā)環(huán)境下進行。搭建相應(yīng)的軟硬件平臺：在宿主機(HOST)也就是PC機上安裝開發(fā)工具，并將編寫好的軟件程序進行交叉編譯生成二進制代碼，最后將其移植到目標(biāo)板的特定位置運行。這種在宿主機(HOST)環(huán)境下開發(fā)，在目標(biāo)板(TARGET)上運行的開發(fā)模式叫交叉開發(fā)模式，交叉開發(fā)模型如圖2所示。
(2)Boot Loader引導(dǎo)程序開發(fā)
Boot loader是在嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核運行前運行的一段程序，與我們經(jīng)常提到的BIOS功能相近，每種體系結(jié)構(gòu)都有與其相匹配的Boot Loader。通過Boot loader程序的運行，可以初始化硬件設(shè)備，建立系統(tǒng)的內(nèi)存空間映射圖，這樣就可以將系統(tǒng)的軟、硬件環(huán)境設(shè)定在一個合適的狀態(tài)，方便于最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核，并且為運行用戶應(yīng)用程序準(zhǔn)備好正確的環(huán)境。
Boot loader程序由匯編和C程序兩部分組成，程序執(zhí)行過程也分為匯編和C程序代碼部分兩個階段。匯編程序與硬件設(shè)備相關(guān)，不便移植，第一階段需要完成初始化看門狗、設(shè)置中斷異常向量表、堆棧、配置存儲器等，之后再跳轉(zhuǎn)到第二階段的C語言程序入口處。C程序代碼部分主要完成初始化本階段所需要的外部設(shè)備，調(diào)用NANDFLASH的API函數(shù)，配置SDRAM空間，并將用戶的`程序代碼從NANDFLASH存儲器中復(fù)制到SDRAM中，最后再跳轉(zhuǎn)到用戶程序的入口[4]。
3嵌入式技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
嵌入式技術(shù)無處不在，已經(jīng)深入到了生活的各個領(lǐng)域，為我們的生活帶來了很大的方便。
(1)無線通訊領(lǐng)域。特別是智能手機，全球95%的手機采用了ARM芯片，隨著手機功能愈像電腦，手機更需要功能強大的嵌入式芯片。現(xiàn)在，全球售出的每一部手機中平均就有2.4塊ARM芯片。
(2)工業(yè)控制領(lǐng)域。基于ARM核的32位微控制器芯片逐漸向低端微控制器應(yīng)用領(lǐng)域擴展，在工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)揮了很大的作用。
(3)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)寬帶技術(shù)不斷發(fā)展，基于ARM技術(shù)的ADSL芯片也逐步進入競爭范圍，并取得一定優(yōu)勢。而且，語音及視頻處理也應(yīng)用了ARM技術(shù)，同時對DSP的應(yīng)用領(lǐng)域提出了新的挑戰(zhàn)。
(4)儀器儀表方面。有智能儀器、智能儀表、醫(yī)療器械、色譜儀、示波器等。
(5)民用方面。如電子玩具、電子字典、游戲機、錄像機、復(fù)讀機、投影儀、照相機、空調(diào)、冰箱、洗衣機、調(diào)制解調(diào)器、防盜控制器、激光驅(qū)動器、變速控制器、汽車點火控制器、避雷控制、農(nóng)業(yè)節(jié)水控制系統(tǒng)、保安控制系統(tǒng)等方面。
(6)導(dǎo)航控制方面。如導(dǎo)彈控制、航天導(dǎo)航系統(tǒng)、電子干擾系統(tǒng)等。
(7)數(shù)據(jù)處理方面。如圖文圖表終端、復(fù)印機、硬盤驅(qū)動器等。
(8)農(nóng)業(yè)交通方面。智能公路(汽車導(dǎo)航、流量控制、信息監(jiān)測與汽車服務(wù))、植物工廠(特種植物工廠、無土栽培技術(shù)、智能種子工程)、虛擬顯示VR機器人、信息家電(家用電器的網(wǎng)絡(luò)化)等等。
除此以外，眾多領(lǐng)域都用到了基于ARM微處理器的嵌入式技術(shù)，在生活的各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
;嵌入式技術(shù)與應(yīng)用就業(yè)前景是光明的。
1、目前我國的嵌入式技術(shù)與應(yīng)用行業(yè)規(guī)模不是很大，有些軟件企業(yè)在軟件制作上，也只是采用了—些嵌入式技術(shù)與應(yīng)用的思想，距離大規(guī)模的工業(yè)化大生產(chǎn)還是有一定的差距。
2、我國軟件行業(yè)的進一步發(fā)展，需要那些同時具備理論基礎(chǔ)、研究能力和實踐經(jīng)驗的軟件工程師們來推動。由此可見，嵌入式技術(shù)與應(yīng)用的就業(yè)前景是光明的。
3、未來幾年國內(nèi)外高層次軟件人才將供不應(yīng)求。畢業(yè)生主要在各大軟件公司、企事業(yè)單位、等院校、各大研究所、國防等重要部門從事軟件設(shè)計、開發(fā)、應(yīng)用與研究工作。
4、有數(shù)據(jù)表明，我國軟件出口規(guī)模達到215億元，嵌入式技術(shù)與應(yīng)用屬于軟件工程就業(yè)前景很好。
嵌入式技術(shù)與應(yīng)用：
1、嵌入式技術(shù)與應(yīng)用主要研究嵌入式技術(shù)、嵌入式產(chǎn)品軟件開發(fā)等方面基本知識和技能，進行嵌入式產(chǎn)品生產(chǎn)、管理、售后維護等。
2、例如：高清電視（HDTV）、路由器、汽車電子等嵌入式技術(shù)應(yīng)用開發(fā)，手機設(shè)備軟件等產(chǎn)品生產(chǎn)與測試等。
3、嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)課程有《電工電路分析》、《程序C設(shè)計》、《網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》、《網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)》、《網(wǎng)頁制作》、《嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)（J2me）》、《無線應(yīng)用程序開發(fā)（WAP）》等。
專業(yè)層次 ?？疲ǜ呗殻?
基本學(xué)制 三年
學(xué)歷 ?？疲ǜ呗殻?
專業(yè)代碼 510210
是什么嵌入式技術(shù)與應(yīng)用主要研究嵌入式技術(shù)、嵌入式產(chǎn)品軟件開發(fā)等方面基本知識和技能，進行嵌入式產(chǎn)品生產(chǎn)、管理、售后維護等。例如：高清電視（HDTV）、路由器、汽車電子等嵌入式技術(shù)應(yīng)用開發(fā)，手機設(shè)備軟件等產(chǎn)品生產(chǎn)與測試等。 關(guān)鍵詞：路由器 汽車電子 電視 手機
學(xué)什么《電工電路分析》、《程序C設(shè)計》、《網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》、《網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)》、《網(wǎng)頁制作》、《嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)（J2me）》、《無線應(yīng)用程序開發(fā)（WAP）》、《單片機原理與接口技術(shù)》、《ARM系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)技術(shù)》、《嵌入式軟件測試技術(shù)》 部分高校按以下專業(yè)方向培養(yǎng)：3G軟件開發(fā)。
干什么電子技術(shù)類企事業(yè)單位：嵌入式產(chǎn)品和3G手機的開發(fā)、生產(chǎn)、安裝、測試、維護、銷售、技術(shù)支持、咨詢。
詳解基本修業(yè)年限三年
職業(yè)面向面向嵌入式硬件設(shè)計、嵌入式軟件開發(fā)、嵌入式系統(tǒng)測試、嵌入式技術(shù)支持等崗位(群)。
培養(yǎng)目標(biāo)定位本專業(yè)培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展，掌握扎實的科學(xué)文化基礎(chǔ)和電子技術(shù)、編程語言、嵌入式操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及相關(guān)法律法規(guī)等知識，具有嵌入式硬件設(shè)計與開發(fā)、軟件開發(fā)與調(diào)試、嵌入式軟件測試、嵌入式操作系統(tǒng)移植與應(yīng)用開發(fā)等能力，具有工匠精神和信息素養(yǎng)，能夠從事嵌入式產(chǎn)品硬件設(shè)計、底層驅(qū)動開發(fā)、應(yīng)用程序開發(fā)、硬件及軟件測試、技術(shù)支持和項目管理等工作的高素質(zhì)技術(shù)技能人才。
主要專業(yè)能力要求1.具有運用相關(guān)EDA工具進行電路設(shè)計與PCB版圖設(shè)計的能力； 2.具有使用相關(guān)儀器及設(shè)備進行嵌入式硬件焊接、測試與調(diào)試的能力； 3.具有運用C、Java等編程語言進行程序開發(fā)的能力； 4.具有基于嵌入式操作系統(tǒng)進行程序開發(fā)、移植及優(yōu)化的能力； 5.具有運用軟件測試工具進行嵌入式軟件測試、分析和報告撰寫的能力； 6.具有嵌入式系統(tǒng)集成、項目管理、技術(shù)支持及維護的能力； 7.具有適應(yīng)嵌入式技術(shù)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化發(fā)展需求的數(shù)字技術(shù)和信息技術(shù)應(yīng)用能力； 8.具有探究學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)和可持續(xù)發(fā)展的能力。
主要專業(yè)課程與實習(xí)實訓(xùn)專業(yè)基礎(chǔ)課程：
C語言程序設(shè)計、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、嵌入式產(chǎn)品裝配與調(diào)試、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用、Java程序設(shè)計、Linux操作系統(tǒng)。專業(yè)基礎(chǔ)課程：
電路板設(shè)計與制作、微控制器系統(tǒng)設(shè)計、嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)用、嵌入式中間件開發(fā)、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)、嵌入式軟件測試、移動應(yīng)用開發(fā)、嵌入式項目開發(fā)與管理。實習(xí)實訓(xùn)：
對接真實職業(yè)場景或工作情境，在校內(nèi)外進行嵌入式產(chǎn)品裝配與調(diào)試、嵌入式微控制器系統(tǒng)設(shè)計、嵌入式項目開發(fā)與管理等實訓(xùn)。在智能產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用企業(yè)、軟硬件測試公司、軟件和信息技術(shù)創(chuàng)業(yè)孵化基地等單位或場所進行崗位實習(xí)。職業(yè)類證書舉例
證書：計算機技術(shù)與軟件專業(yè)技術(shù)資格 職業(yè)技能等級證書：智能硬件應(yīng)用開發(fā)、嵌入式邊緣計算軟硬件開發(fā)接續(xù)專業(yè)舉例
接續(xù)高職本科專業(yè)舉例：電子信息工程技術(shù)、計算機應(yīng)用工程、嵌入式技術(shù) 接續(xù)普通本科專業(yè)舉例：電子信息工程、計算機科學(xué)與技術(shù)持續(xù)本科專業(yè)舉例
就業(yè)率
男女比例
男生 78% 22% 女生開設(shè)課程
嵌入式操作系統(tǒng)、C 語言程序設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、嵌入式接口電路、ARM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)等。 其他信息：嵌入式技術(shù)應(yīng)用主要學(xué)習(xí)的內(nèi)容有：
1、基礎(chǔ)理論：主要包括C語言基礎(chǔ)補習(xí)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及經(jīng)典算法、Linux操作系統(tǒng)使用、Java基礎(chǔ)補習(xí)、C語言高級編程、Java高級編程。
2、應(yīng)用層核心課程：主要包括Linux庫的制作和使用、數(shù)據(jù)庫開發(fā)、Linux開發(fā)程序設(shè)計、Linux網(wǎng)絡(luò)編程、Linux綜合案例、Andyoid應(yīng)用開發(fā)基礎(chǔ)。
3、底層開發(fā)核心課程：主要包括ARM處理器編程、ARM硬件接口編程、Linux內(nèi)核開發(fā)、Linux驅(qū)動開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)、Android移植開發(fā)、Linux系統(tǒng)移植。
補充材料：
嵌入式技術(shù)應(yīng)用的要求：嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域包括：工業(yè)控制、交通管理、信息家電、家庭智能管理系統(tǒng)、電子商務(wù)、手持設(shè)備、機器人等。
