嵌入式应用设计模式
简介首先介绍嵌入式应用的概念,接着阐述软件开发和硬件设计的方法和发展趋势。开发软件的使用从汇编语言→C语言→实时操作系统。硬件设计已面临采用在线下载技术,由分立元件转向使用可编程逻辑器件。硬件系统模式为CPU+PLD+AD/DA。最后,提出了嵌入式应用的平台开发模式。
关键词单片机 嵌入式 C语言 RTOS SOC PLD VHDL 平台
嵌入式应用是指嵌入于各种设备及应用产品内部的计算机应用。嵌入式应用分微控制器（Microcontroller,简称MCU）和嵌入式微处理器（Embedded Microprocessor,简称MPU）的应用。微控制器即国内俗称的单片机,由 Single Chip Computer翻译而来,主要是面向控制,是计算机小型化发展的产物。嵌入式微处理器主要是面向数据处理,有相应的CPU对应。单片机是20世纪80年代初引入我国的。经20多年的发展,单片机品种不断增多,功能不断增强,应用范围不断扩大,开发时间（Time to Market）要求越来越短。为了节省时间,嵌入式微处理器在16位和32位应用场合得到使用,大量的微机程序可直接引用。在软件开发上,由汇编语言编程、高级语言C语言编程,转向在实时操作系统（Real Time Operating System,简称RTOS）之上编程。在硬件设计上,由使用分立元件和微机接口芯片转向更加集成化的设计模式——CPU+PLD+AD/DA。CPU即MCU或MPU, PLD即可编程逻辑器件。模数混合的集成电路很难设计生产,现阶段AD/DA即模数和数模转换器等模拟电路还采用传统的设计方法。PLD芯片可以在系统编程ISP（In System Programming）,硬件已经软化,随时可以进行修改。1999年全国大学生电子设计竞赛和许多产品的硬件设计已采用这种设计模式。为进一步缩短开发时间、加强管理,平台观念已逐步引入到产品的设计开发过程中。从随意性开发转向平台开发模式是嵌入式应用软硬件设计开发的发展趋势。
一、 软件开发
单片机生产厂家不断增多,单片机品种层出不穷。单片机广泛选择是当今产品开发的一个重要环节。每个单片机系列的指令系统不同,与指令系统对应的汇编助记符就不同。汇编语言的不兼容性使得在一种单片机上编制的程序,在另一种单片机上不能运行,单片机重新选型后程序必须重新编制。汇编语言的难记、难读及易搞混,每个汇编程序员深有同感。自己编制的程序过一段时间修改时,往往要重读很大部分,经过长时间回忆才能找到问题所在。修改别人留下的汇编源程序,若程序的注释说明不详细、程序的思路不清晰、子程序使用不够多的话,还不如自己重新编制。
