嵌入式系统的发展现状与展望
国内的32位嵌入式开发近两年来异常火爆，基于32位SOC芯片的应用系统能够大大提高产品的性能和附加值，增强产品的市场力，因此越来越多的工程师开始将目光从8位/16位转移到32位微处理器上。
1.嵌入式系统的应用开发需要强大的开发工具和操作系统的支持随着因特网技术的成熟、带宽的提高，ICP和ASP在网上提供的信息内容日趋丰富、应用项目多种多样。像电话手机、电话座机及电冰箱、微波炉等嵌入式电子设备的功能不再单一，电气结构也更为复杂。为了满足应用功能的升级，设计师们一方面采用更强大的嵌入式处理器如32位、64位RISC芯片或信号处理器DSP增强处理能力；同时还采用实时多任务编程技术和交叉开发工具技术来控制功能复杂性，简化应用程序设计，保障软件质量和缩短开发周期。由于μC/OS-II与嵌入式Linux的源代码开放，嵌入式实时操作系统被广为采用，并由于其开放性，在众多的院校与科研机构得到研究与应用。
2.具备网络能力成为必然趋势为适应嵌入式分布处理结构和应用上网需求，面向21世纪的嵌入式系统要求配备标准的一种或多种网络通信接口。针对外部联网要求，嵌入设备必需配有通信接口，相应需要TCP/IP协议簇软件支持。由于家用电器相互关联(如防盗报警，灯光能源控制，影视设备和信息终端交换信息)及实验现场仪器的协调工作等要求，新一代嵌入式设备还需具备IEEE 1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口，同时也需要提供相应的通信组网协议软件和物理层驱动软件。为了支持应用软件的特定编程模式，如Web或无线Web编程模式，还需要相应的浏览器，如支持HTML、WML等。
3.支持小型电子设备实现小尺寸、微功耗和低成本
为满足这种特性，要求嵌入式产品设计者相应降低处理器的性能，限制内存容量和复用接口芯片。这就相应提高了对嵌入式软件设计技术要求。如选用最佳的编程模型和不断改进算法，采用Java编程模式，优化编译器性能。因此既要软件人员有丰富经验，更需要发展先进嵌入式软件技术，如Java、Web和WAP等。
4.提供精巧的多媒体人机界面
带图形界面的嵌入式设备之所以为用者乐于接受，重要因素之一是它们与使用者之间的亲和力，自然的人机交互界面。人们与信息终端交互要求以GUI屏幕为中心的多媒体界面。应用于嵌入式系统的儿个著名的GUI有：Microwin、QT/E及国内开发的MiniGUI等。
1.5课题研究的意义与完成的工作
1.5.1课题研究的意义
嵌入式系统技术是目前电子产品设计领域最为热门的技术之一。目前已经广泛地应用于军事国防、消费电子、网络通信、工业控制等各个领域。小到智能卡、手机、水表，大到信息家电、汽车、飞机、宇宙飞船，我们的生活已经被嵌入式软件包围。近年来，嵌入式系统开发和生产应用获得了巨大的发展。2004年我国的软件产值中的40%来自嵌入式软件。嵌入式系统己经深入到社会及生活的每一个角落，在各行各业都能发挥其独特的作用，在监视与控制场合嵌入式系统更具有其性能与成本等综合优势，特别是我国工业控制领域具有大量的传统设备在辅助功能的添加、信息化、技术改造等方面有巨大的需求。对先进的嵌入式系统技术进行研究，充分掌握其硬件系统与软件系统的开发流程，对于学习研究与科研实践都有明显的现实意义。但是，我国的高端32位嵌入式系统开发技术从上个世纪90年代才开始，现在仍处于起步阶段，因此对于嵌入式系统的开发与研究十分有价值。
1.5.2.课题所完成的工作
本课题基于ARM与μC/OS-II的嵌入式系统的研究与应用，主要完成了以下的任务：
(1)嵌入式系统的开发过程，着重对传统方法与软硬件相结合的方法进行了对比，总结了软硬件协同的设计方法的优点。在协同设计（Co-design）、协同测试（Co-test）和协同验证（Co-verification）上，充分考虑了软硬件的关系，并在设计的每个层次上给以测试验证，使得尽早发现和解决问题，避免灾难性的错误出现。
(2)ARM微处理器的应用与S3C44B0X开发板的介绍。从成本、性能和功耗三方面对ARM 7TDMI及S3C44B0X开发板进行了分析。
(3)对嵌入式实时操作系统μC/OS-II进行了深入的剖析，着重分析了任务调度，优先级算法与中断的具体实现。
(4)实现了嵌入式实时操作系统μC/OS-II在S3C44B0X开发板上的移植，着重对OS_CPU.H，OS_CPU_A.S，OS_CPU_C.C三个移植文件进行了分析与实现。
(5)在嵌入式实时操作系统μC/OS-II上实现用户界面μG/GUI的应用，同时对μG/GUI进行了对比和分析。
2.嵌入式系统的开发过程
2.1 嵌入式开发考虑的几个要素
嵌入式系统是以实际应用为主要考虑对象的专用计算机系统，嵌入式的特点就是软硬件可配置，功能可靠成本低，体积小，功耗低，实时性强。因此，嵌入式系统受功能和具体应用环境的约束，其开发流程就不同于一般的通用计算机系统。在嵌入式系统设计开发时必须考虑以下因素：
1.所开发的嵌入式系统的功能是否可靠、实用，便于以后的升级和文护。
2.系统的实时并发处理，能否及时响应。
3.产品的体积是否符合要求，结构是否紧凑。
4.系统的接口是否符合规范，易于操作和掌握。
5.配置要精简稳定，以便于文护。
6.功耗管理严格，成本低廉。
2.2嵌入式系统的总体结构
由于嵌入式系统运行于特定的目标环境，该目标环境又面向特定的应用领域，功能比较专一，需要实现预期要实现的功能，并且还需要软硬件协同设计，因此在不同的场合，嵌入式系统呈现出的外观和形式都不尽相同。但通过对其嵌入式系统的内部结构进行分析与研究之后，就可以发现，一个嵌入式系统一般都由嵌入式计算机系统和执行装置组成(如图2-1所示)，其中嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心，由硬件层、中间层、软件层和功能层组成。执行装置也称为被控对象，它可以接受嵌入式计算机系统发出的控制命令，执行规定的操作或任务。目前所提及的嵌入式系统一般指嵌入式计算机系统，下面对嵌入式计算机系统的组成进行简要描述。751com.cn
1.硬件层
硬件层由嵌入式微处理器、存储器、通用设备接口和I/O接口(A/D、D/A等)组成。它是以嵌入式处理器为核心，最初的嵌入式处理器都是为通用目的而设计的，后来随着嵌入式系统应用的不断普及，出现了专用集成芯片 (Application specific integrated circuit，ASIC)。近年来，各种可编程芯片的出现，改变了嵌入式硬件模块的设计方法，出现了“可重构计算”的概念，它结合了通用微处理器和ASIC的特点，是通过现场编程门阵列(Field-programmable gatearray,FPGA)实现的，FPGA是20世纪80年代中期以后发展起来的一种可编程的大规模集成器件，属于一种新型的ASIC产品。FPGA的出现，是电子系统设计领域内的一次重大变革。
图2.1嵌入式系统的典型组成
2.中间层
硬件层与软件层之间为中间层，也称为硬件抽象层(HardwareAbstractLayer，HAL)或板级支持包(Board Support Package，BSP)，它把系统软件与底层硬件部分隔离，使得系统的底层设备驱动程序与硬件无关，一般应具有相关硬件的初始化、数据的输入/输出操作和硬件设备的配置等功能。
3.软件层
软件层是由实时多任务操作系统(RTOS)、文件系统、图形用户接口(GUI)、网络系统及通用组件模块组成。RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台，它实际上是一段嵌入式目标代码中的程序，系统复位后首先执行，相当于用户的主程序，用户的其他应用程序都建立在RTOS之上。
4.功能层
功能层由基于RTOS开发的应用程序组成，用来完成对被控对象的控制功能。功能层是面向被控对象和用户的，为方便用户操作，往往需要提供一个友好的人机界面。
2.3嵌入式系统开发的基本流程
嵌入式系统开发必须将硬件、软件、人力资源等元素结合起来。任何一个嵌入式产品都是软硬件的结合体，是软硬件综合开发，这是嵌入式系统开发的最大特点。这也就是说在开发系统的过程中，我们必须要始终的综合考虑各个方面的因素。面向具体应用的嵌入式系统的开发方法和流程各有不同，但通过对嵌入式系统具体的分析，嵌入式系统设计一般都是由5个阶段构成的：系统需求分析、体系结构设计、硬件/软件设计、系统集成和系统测试，如图2-2。
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