嵌入式技能在物联网中的使用解读

嵌入式技能在物联网中的使用解读

跟着IT技能飞速开展,互联网现已进入了“物联网”年代。物联网中需求的许多设备不在依靠人与人之间的交互发作联络,更多经过协议、通讯、程序规划等方法衔接到一处。即 “物联网”的意图则是让一切的物品都具有核算机的智能但并不以通用核算机的方法呈现,并把这些“聪明”了的物品与网络衔接在一起,这就需求嵌入式技能的支撑。嵌入式技能是核算机技能的一种使用,该技能首要针对详细的使用特色规划专用的核算机体系——嵌入式体系。

嵌入式体系是以使用为中心,以核算机技能为根底的,而且软硬件可量身订做,它适用于对功用、牢靠性、本钱、体积、功耗有严格要求的专用核算机体系。嵌入式体系一般嵌入在更大的物理设备傍边而不被人们所发觉,如手机、PDA、乃至空调、微波炉、冰箱中的操控部件都归于嵌入式体系,如下面联接在互联网上的设备中就都有一个嵌入式核算机体系,但平常咱们或许底子没有注意到这些核算机体系的存在。

嵌入式技能和通用核算机技能有所不同,咱们知道通用核算机多用来和人进行交互并依据人宣布的指令进行作业;而嵌入式体系大多数情况下或许依据自己“感知”到的事情自主地进行处理,所以它对时刻性,牢靠性要求更高。

一般来说,嵌入式体系应该具有以下一些特征:专用性、可封装性、实时性、牢靠性。

专用性是指嵌入式体系用于特定设备完结特定使命,而不像通用核算机体系能够完结各种不同使命。

可封装性指嵌入式体系一般躲藏于方针体系内部而不被操作者发觉。实时性指与外部实践事情的发作频率比较,嵌入式体系能够在可预知的时刻内对事情或用户的干涉做出呼应。

牢靠性是指嵌入式体系躲藏在体系或设备中,一旦开端作业,或许长期没有操作人员的监测和保护,因而要求它能够牢靠运转。像通用核算机体系相同,嵌入式体系也包含硬件和软件两部分。硬件包含处理器/微处理器(便是咱们平常所说的CPU)、存储器及外设器材和输入输出端口、图形操控器等。软件部分包含操作体系软件和专门处理某类问题的使用软件,有时规划人员把这两种软件组合在一起,使用程序操控着体系的运作和行为,而操作体系操控着使用程序编程与硬件的交互作用。

嵌入式核算机体系同通用核算机体系比较具有以下特色:

1、嵌入式体系一般是面向特定使用的,嵌入式CPU与通用型的最大不同便是嵌入式CPU大多作业在为特定用户群规划的体系中,它一般都具有功耗低、体积小、集成度高级特色,能够把通用CPU中许多由板卡完结的使命集成在芯片内部,然后有利于嵌入式体系规划小型化,移动才干大大增强,跟网络的耦合也越来越严密。

2、嵌入式体系是将先进的核算机技能、半导体技能和电子技能与各个职业的详细使用相结合的产品。这一点就决议了它必定是一个技能密布、资金密布、高度涣散、不断创新的常识集成体系。

3、嵌入式体系的硬件和软件都必须高效率地规划,因地制宜、去除不需求的剩余功用,力求在更小的硅片面积上完结相同的功用,这样才干在详细使用中更具有竞争力。

4、嵌入式体系和详细使用有机地结合在一起,它的晋级换代也是和详细产品同步进行,因而嵌入式体系产品一旦进入商场,具有较长的生命周期。

5、为了进步履行速度和体系牢靠性,嵌入式体系中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机自身中,而不是存储于磁盘等载体中。

6、嵌入式体系自身不具备自主开发才干,即便规划完结今后用户一般也是不能对其间的程序功用进行修正的,必须有一套与通用核算机体系衔接的开发工具和环境才干进行开发。

信息年代、数字年代使得嵌入式产品取得了巨大的开展关键,为嵌入式商场展示了夸姣的远景,一起也对嵌入式出产厂商提出了新的应战,从中咱们能够看出未来嵌入式体系的几大开展趋势:

1、嵌入式开发是一项体系工程,因而要求嵌入式体系厂商不只要供给嵌入式软硬件体系自身,一起还需求供给强壮的硬件开发工具和软件包支撑,以便使用户以最低的本钱、最短的时刻推出自己的产品。

现在许多厂商现已充沛考虑到这一点,在主推体系的一起,将开发环境也作为要点推行。比方三星在推行Arm7,Arm9芯片的一起还供给开发板和板级支撑包(BSP),而WindowCE在主推体系时也供给Embedded VC++作为开发工具,还有Vxworks的Tonado开发环境,DeltaOS的Limda编译环境等等都是这一趋势的典型表现。当然,这也是商场竞争的成果。

2、网络化、信息化的要求跟着互联网技能的老练、带宽的进步日益进步,使得以往单一功用的设备如电话、手机、冰箱、微波炉等功用不再单一,结构愈加杂乱。

这就要求芯片规划厂商在芯片上集成更多的功用,为了满意使用功用的晋级,规划师们一方面选用更强壮的嵌入式处理器如32位、64位芯片或信号处理器DSP增强处理才干,一起添加功用接口,如USB,扩展总线类型,如CAN总线,加强对多媒体、图形等的处理,逐渐施行片上体系(SOC,便是把所需功用都会集在一个芯片上)的概念。软件方面选用实时多使命编程技能和穿插开发工具技能来操控功用杂乱性,简化使用程序规划、保证软件质量和缩短开发周期。

3、网络互联成为必定趋势。未来的嵌入式设备为了习惯网络互联的要求,必定要求硬件上供给各种网络通讯接口。传统的单片机关于网络支撑缺乏,

而新一代的嵌入式处理器现已开端内嵌网络接口,除了支撑TCP/IP协议,还有的支撑IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth、RFID或IrDA通讯接口中的一种或许几种,一起也需求供给相应的通讯组网协议软件和物理层驱动软件。软件方面,体系内核支撑网络模块,以完结嵌入式设备随时随地以各种方法联入互联网。

4、精简体系内核、算法,下降功耗和软硬件本钱。未来的嵌入式产品是软硬件严密结合的设备,为了减低功耗和本钱,需求规划者尽量精简体系内核,

只保存和体系功用严密相关的软硬件,使用最低的资源完结最恰当的功用,这就要求规划者选用最佳的编程模型和不断改进算法,优化编译器功用。因而,既要软件人员有丰厚的硬件常识,又需求开展先进嵌入式软件技能,如Java、Web和WAP等。

5、供给友爱的多媒体人机界面嵌入式设备要能与用户密切触摸,最重要的要素便是它能供给十分友爱的用户界面。图形界面、灵敏的操控方法,使得人们感觉嵌入式设备就象是一个了解的老朋友。

这方面的要求使得嵌入式软件规划者要在图形界面,语音交互、以及其他多媒体技能上痛下苦功。手写文字输入、语音拨号上网、收发电子邮件以及五颜六色图形、图画都会使使用者取得自在的感触。

总归,如果说其他技能涉及到的是物联网的某个特定方面,如感知、核算、通讯等,嵌入式技能则是物联网中各种物品的表现方法,在这些嵌入式设备中归纳运用了其他各项技能。

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