Desarrollo y Aplicación de Sistemas Embebidos
A lo largo de la historia del desarrollo de los sistemas integrados, ha pasado aproximadamente por las siguientes cuatro etapas:
Sin etapa de sistema operativo
La aplicación inicial de los sistemas integrados fue Basado en La mayoría de los microcontroladores aparecen en forma de controladores programables, con funciones como monitoreo, servocontrol e indicación de equipos. Generalmente se usan en diversos tipos de control industrial y armas y equipos como aviones y misiles. No tiene el soporte de un sistema operativo y solo se puede compilar mediante ensamblador. El lenguaje controla directamente el sistema y borra la memoria una vez completada la operación. Aunque estos dispositivos inicialmente poseían características de aplicación integradas, solo utilizan chips de CPU de 8 bits para ejecutar algunos programas de un solo subproceso, por lo que, estrictamente hablando, no se puede discutir el concepto de "sistema".
Las principales características de los sistemas integrados en esta etapa son: estructura y funciones del sistema relativamente simples, baja eficiencia de procesamiento, pequeña capacidad de almacenamiento y casi ninguna interfaz de usuario. Debido a que este tipo de sistema integrado es fácil de usar y de bajo precio, se ha utilizado ampliamente en el campo del control industrial. Sin embargo, no puede satisfacer las necesidades de los dispositivos de información actuales y otras ocasiones que tienen altos requisitos de eficiencia de ejecución y almacenamiento. capacidad.
Etapa del sistema operativo simple
En la década de 1980, con la mejora de la tecnología microelectrónica, los fabricantes de circuitos integrados comenzaron a integrar microprocesadores, E/S necesarias para aplicaciones integradas. La interfaz O, la interfaz serie. , RAM, ROM y otros componentes se integran en un VLSI, creando un microcontrolador diseñado para E/S y convirtiéndose en una nueva estrella en el campo de los sistemas integrados. Al mismo tiempo, los programadores de sistemas integrados también han comenzado a desarrollar software de aplicaciones integradas basado en algunos "sistemas operativos" simples, lo que ha acortado en gran medida el ciclo de desarrollo y mejorado la eficiencia del desarrollo.
Las principales características de los sistemas integrados en esta etapa son: ha aparecido una gran cantidad de CPU integradas de bajo consumo y alta confiabilidad (como Power PC, etc.), y han comenzado varios sistemas operativos integrados simples. aparecer y ganar popularidad rápidamente. Aunque el sistema operativo integrado en este momento todavía es relativamente simple, ya tiene un cierto grado de compatibilidad y escalabilidad. El kernel es sofisticado y eficiente y se utiliza principalmente para controlar la carga del sistema y monitorear el funcionamiento de las aplicaciones.
Etapa del sistema operativo en tiempo real
En la década de 1990, impulsados por la enorme demanda de control distribuido, fabricación flexible, comunicaciones digitales y dispositivos de información, los sistemas integrados se desarrollaron aún más rápidamente y el DSP Los productos para algoritmos de procesamiento de señales en tiempo real se están desarrollando hacia alta velocidad, alta precisión y bajo consumo de energía. Con la mejora de los requisitos de hardware en tiempo real, la escala de software de los sistemas integrados también ha seguido expandiéndose, y los sistemas operativos multitarea (RTOS) en tiempo real se han formado gradualmente y se han convertido en la corriente principal de los sistemas integrados.
Las principales características de los sistemas integrados en esta etapa son: el rendimiento en tiempo real del sistema operativo ha mejorado enormemente, puede ejecutarse en varios tipos de microprocesadores y es altamente modular y escalable. . En este momento, el sistema operativo integrado ya tiene funciones como administración de archivos y directorios, administración de dispositivos, multitarea, red, interfaz gráfica de usuario (GUI), etc., y proporciona una gran cantidad de interfaces de programas de aplicación (API). permitiendo así el desarrollo de software de aplicación.
Etapa orientada a Internet
El siglo XXI será sin duda la era de Internet y, naturalmente, la demanda de aplicar sistemas integrados a diversos entornos de red es cada vez más fuerte. En la actualidad, la mayoría de los sistemas integrados todavía están aislados de Internet. Con el mayor desarrollo de Internet y la integración cada vez más estrecha de la tecnología de Internet con los dispositivos de información, la tecnología de control industrial, etc., la combinación de dispositivos integrados e Internet es la verdadera. Significado de la tecnología integrada en el futuro.
La llegada de la era de la información y la era digital ha traído enormes oportunidades para el desarrollo de sistemas integrados, y también ha planteado nuevos desafíos a los fabricantes de sistemas integrados.
En la actualidad, la combinación de tecnología integrada y tecnología de Internet está impulsando el rápido desarrollo de la tecnología integrada. La investigación y aplicación de sistemas integrados ha producido los siguientes nuevos cambios significativos:
Están surgiendo nuevos microprocesadores uno tras otro. e integrado El diseño de la estructura propia del sistema operativo es más conveniente para el trasplante y puede admitir más microprocesadores en poco tiempo.
El desarrollo de sistemas integrados se ha convertido en un proyecto sistemático. Los desarrolladores no solo deben proporcionar el sistema de software y hardware integrado en sí, sino también proporcionar potentes herramientas de desarrollo de hardware y paquetes de soporte de software.
Las nuevas tecnologías y conceptos utilizados en las computadoras de uso general han comenzado a trasplantarse gradualmente a sistemas integrados, como bases de datos integradas, agentes móviles, CORBA en tiempo real, etc., y la plataforma de software integrada ha sido mejorado aún más.
Varios tipos de sistemas operativos Linux integrados se están desarrollando rápidamente. Debido a su código fuente abierto, núcleo de sistema pequeño, alta eficiencia de ejecución y estructura de red completa, son muy adecuados para las necesidades de sistemas integrados como. dispositivos de información Actualmente, se ha formado una situación que puede competir eficazmente con sistemas operativos integrados como Windows CE y Palm OS.
Los requisitos de creación de redes e informatización se han vuelto cada vez más importantes con la madurez de la tecnología de Internet y la mejora del ancho de banda. En el pasado, los dispositivos con una sola función, como teléfonos, teléfonos móviles, refrigeradores, hornos microondas, etc. Ya no tienen funciones únicas y sus estructuras se han vuelto más complejas, la interconexión de redes se ha convertido en una tendencia inevitable.
Agilice el núcleo del sistema, optimice los algoritmos clave y reduzca el consumo de energía y los costos de software y hardware.
Proporciona una interfaz multimedia de interacción persona-computadora más amigable.
Dicho todo esto, me pregunto si todavía estás preocupado por el futuro de los sistemas integrados.
Si eres un estudiante de electrónica o informática, definitivamente tendrás un futuro si aprender bien los sistemas integrados