嵌入式网络通信的研究.doc

PAGE PAGE 2 嵌入式—网络通信的研究 嵌入式系统简介 嵌入式软件就是基于嵌入式系统设计的软件，它也是计算机软件的一种，同样由程序及其文档组成，可细分成系统软件、支撑软件、应用软件三类，是嵌入式系统的重要组成部分。 国内普遍认同的嵌入式系统定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。嵌入式软件就是嵌入在硬件中的操作系统和开发工具软件，它在产业中的关联关系体现为：芯片设计制造→嵌入式系统软件→嵌入式电子设备开发、制造。 将嵌入式系统与Internet结合起来的想法其实很早以前就有了，主要的困难在于，Internet?上面的各?种通信协议对于计算机存储器、运算速度等的要求比较高，而嵌入式系统中除部分32位处理器以外，大量存在的是8位和16位MCU，支持TCP/IP等Internet协议将占用大量系统资源，或根本不可能。本文将以嵌入式微控制器Internet技术(EMIT)及其在中国的技术开发中心BOL/TASKING?公司的解决方案为基础，描述如何实现嵌入式设备的Internet网络化。 随着电子技术的快速发展，特别是大规模集成电路的产生而出现的微型机，使现代科学研究得到了质的飞跃，而嵌入式微控制器技术的出现则给现代工业控制领域带来了一次新的技术革命。嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术以及电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。嵌入式系统的快速发展和应用的日益广泛也极大的丰富、延伸了嵌入式系统的概念。 嵌入式系统的特点 与通用型计算机系统相比，嵌入式计算机系统具有以下特点： 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之处就是嵌入式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，与网络的耦合也越来越紧密。 嵌入式系统是将计算机技术、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，是一门综合技术学科。由于空间和各种资源相对不足，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力。 3．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的，因此嵌入式系统产品一旦进入市场，就具有较长的生命周期。 4．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，而不是存储于磁盘等载体中。 5．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不能对其中的程序功能进行修改，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。 归纳起来嵌入式系统的最大特点是其所具有的目的性与针对性，即每一套嵌 入式系统的开发设计都有其特殊的应用场合与特定功能，这也是嵌入式系统与通 用的计算机系统最主要的区别。另外，嵌入式技术与实时性有着天然的联系，由于嵌入式系统是为特定的目的而设计的，且常常受到空间、成本、存储、带宽等条件的限制，因此，它必须最大限度地在硬件上和软件上“量身定做”以提高效率，从而缩短开发周期、降低成本。 嵌入式系统的概念 在嵌入式系统中，操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中。简单的说就是系统的应用软件与系统的硬件一体化，类似于BIOS的工作方式。具有软件代码小，高度自动化，响应速度快等特点。特别适合于要求实时的和多任务的体系。那么什么是嵌入式系统呢? 所谓嵌入式系统((Embedded System)，实际上是“嵌入式计算机系统”的简称，它是相对于通用计算机系统而言的。国际电气与电子工程师协会（IEE)对嵌入式系统的定义为：“嵌入式系统是用来控制或监视机器、装置或工厂等大规模系统的设备”。国内对嵌入式系统的一般定义为：“嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统”。按照历史性、本质性、普遍性的要求，嵌入式系统应定义为：“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。对象系统则是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。 嵌入式系统的基本结构 嵌入式系统包括嵌入式软件和嵌入式硬件两部分。硬件是支撑，软件是灵魂， 几乎所有的嵌入式产品中都需要嵌入式软件来提供灵活多样、而且应用特制的功 能。设计一个成功的嵌入式系统，就必须寻找或开发一个合适的软件和硬件平台。 一般而言，整个嵌入式系统的体系结构可以分成四个部分：嵌入式处理器、 嵌入式外围设备、嵌入式操作系统和嵌入式应用软件，其层次关系如图1-1所示。 1．嵌入式处理器 嵌入式