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1、嵌入式系统与集成开发技术概述,学员姓名:黄守松指导老师：杨华专 业：计算机信息管理,重庆通信学院本科毕业论文答辩,重庆通信学院二五年六月,第一章 引言,第二章嵌入式平台的硬件,第三章嵌入式系统的软件,第四章嵌入式系统的独立发展道路,一.引言,1.1嵌入式系统的概述,1.2 嵌入式系统的现状,一.引言,本文讨论叙述嵌入式平台与软件开发的作用与发展前景。嵌入式系统诞生于微型机时代，经历了漫长的独立发展的单片机道路。给嵌入式系统寻求科学的定义，必须了解嵌入式系统的发展历史，按照历史性、本质性、普遍通用性来定义嵌入式系统，并把定义与特点相区分。随着工业自动化的来临，大约从20世纪60年代开始，嵌入式系
2、统出现在所有的制造行业中，包括化工厂、汽车制造厂、核能厂、能源生产厂等等。每个工业部门电信、银行、卫生保健、航空电子、汽车、食品加工、半导体电子、国防等等，为了实现自动化而广泛使用了嵌入式系统。显然，制造的微处理器几乎有90%都最终用在了嵌入式系统中就不会令人感到惊奇了。不言而喻，嵌入式软件的开发是目前非常有利可图的一件事情。嵌入式系统的新趋势。由于近年来微电子技术的飞速发展，因而处理器速度增长非常快，而存储器成本迅速下降。其结果就是目前在嵌入式系统中发生了革命性的变化。最重要的进展是在网络化设备中。现在，可以使得嵌入式系统具备网络功能并将它们与Internet或企业内联网连接起来。由于嵌入式
3、系统应用中，对象系统的广泛性与单片机的独主发展道路，使嵌入式系统应用在客观上存在两种模式，从学科建设上，可统一成嵌入式系统应用的高低端。,1.1 嵌入式系统的概论：嵌入式系统：是一种实时系统，是软件与硬件的结合，为实现某种特定功能而设计（量身定做），核心是微处理器及其外围设备。嵌入式系统的架构可分为微处理器、存储器、输入/输出设备、操作系统和应用软件。发展软件是我国的国策，软件产业是国民经济和社会发展的先导性和战略性产业，关系国家政治、经济和社会安全。软件产业也是整个信息产业的核心和灵魂。加速发展软件产业已经成为我国实施“以信息化带动工业化”战略的关键环节，成为实现我国第三步国家战略目标的重要
4、措施。来按照历史性、本质性、普遍性要求，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”。“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。对象系统则是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。嵌入式系统一般与实时系统是挂钩的，包括硬件和软件两方面的时间限制，而且嵌入式系统的软件具有较强的硬件依赖性(这也是嵌入式系统之间的一个显著差异)，即不能在不同的环境间直接移植。嵌入式系统在组成上也有共性，硬件部分包括了微处理器、内存、输入（包括主动与被动两个方面）/输出；软件部分包括了采用的操作系统和架设在其上的应用程序。嵌入式系统的硬件相当于嵌入式系统的躯干，而软件相当于嵌入式系统的灵魂。
5、好的嵌入式系统需要事先有一个好的硬件规划，而恰当的选择嵌入式操作系统并编写高效的应用程序，是有效地发挥嵌入式系统硬件功能的保障。,嵌入式系统的设计也要在硬件上考虑成本问题，可能会牺牲某些性能。除此外，还需要考虑以下的问题，如微处理器的处理速度、微处理器的字长、内存容量、开发费用、系统的使用周期、可靠性、功能性等。上述的几个方面是互相影响的。当然，一个嵌入式系统到底应该着重考虑哪方面的因素，要具体看该嵌入式系统的应用场合和范围，可能着重考虑成本，也可能成本和性能兼顾，也可能可靠性是最大的关注点。从软硬两方面来考虑问题是必须的,1.2 嵌入式系统的现状 嵌入式系统是计算机的一种应用形式，通常指嵌入
6、在主设备中的微处理机系统，此类计算机一般不被设备使用者在意，亦称埋嵌入式计算机，典型机种如微控制器、微处理器和DSP等。计算机应用的普及、互联网技术的实用以及纳米微电子技术的突破，正有力推动着21世纪工业生产、商业活动、科学实验和家庭生活等领域自动化和信息化进程。全过程自动化产品制造、大范围电子商务活动、高度协同科学实验以及现代化家庭起居，为嵌入式产品造就了崭新而巨大的商机。除了沟通信息高速公路的交换机、路由器和Modem，构建CIMS所需的DCS和机器人以及规模较大的家用汽车电子系统。最有产量效益和时代特征的嵌入式产品应数因特网上的信息家电(Internet Appliances),如Web
7、可视电话、Web游戏机、Web PDA(俗称电子商务、商务通)、WAP电话手机、以及多媒体产品，如STB(电视机顶盒)、DVD播放机、电子阅读机。1、我国软件产业已经具备一定的规模 我国软件产业起步于80年代前期，起步相对较晚，但发展速度较快，现在已经具备一定的产业规模。特别是在国务院鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策(国发200018号)文件颁发后，我国软件产业更得到蓬勃发展。信息产业部最近公布了2001年我国软件产值百强企业。其中，华为与中兴公司位居百强的第一和第二位。,2、我国软件产业的特点（1）以华为、中兴为代表的嵌入式软件在国内具有突出的优势。嵌入式软件以促进了相关行业产品的升
8、级和创新，带动了相关行业的产业规模，如通信、医疗仪器行业等。（2）我国软件产品的门类比较齐全，其中，电信、金融、证券、电力等行业的软件在国内占有明显优势，企业管理、电子政务和电子商务等软件也有比较好的基础，传统产业技术改造方面的软件数量也不少。（3）我国的软件企业是在改革开放的前沿阵地迎着市场经济的风浪成长起来的，生命力极强，而且，大部分企业是民营企业或者是完成了股份制改造的企业。3、软件产业是的知识产业软件产业是利用人的智力和知识发展的知识产业，是不消耗物质资源、不产生废物、不造成环境污染的绿色产业。,二.嵌入式平台的硬件,2.1嵌入式系统的硬件架构,2.1 嵌入式系统的硬件架构 嵌入式微处
9、理器（PMOS、CMOS、NMOS）就处理器的寄存器位数而言，可以分为4位、8位、16位、32位和64位。就处理器的集成而言，可以分为一般性微处理器（即只包含CPU）和微控制器（即在单个芯片内集成了CPU、内存和输入/输出，也叫作单片机控制器）。一般性的微处理器：4位：Intel公司的40048位：Intel公司的8008（速度慢）、8080、8085（对8080的集成）Motorola公司的6800家族（如6802、6809等，缺点是软件兼容性不好）Zilog公司的Z80及其系列（基于8080的改进）16位：Intel公司的8086/8088（基于8080和8085架构）Motorola公司
10、的68000,单片机微控制器：位：Intel公司的8048及其后续产品8041和8042、8051及其后续产品8044、MCS51系列FairChild公司：3800（缺乏完整的健全的指令集）Motorola公司的6801家族（如6803、6805等）Zilog公司的Z8系列（如Z8601）16位：Intel公司的8096、80286（Intel386是32位的）Thompon和Mostek公司的68200,协处理器（协助微处理器进行浮点运算）Intel公司的Pentium、P2、P3等型号的微处理器都集成了协处理器CISC和RISC就微处理器本身所具有的指令集的特性来看，可以将微处理器的架构
11、分为以下的两种：CISC架构:Complex Instruction Set Computer，微处理器具有丰富的指令集，很多复杂的操作可以用简单的指令来完成，而且编译过程简单，但是该类微处理器对于处理一般性的功能和控制就显得象是用牛刀杀鸡效率不高。RISC架构:Reduced Instruction Set Computer，微处理器拥有的指令集比较精简，处理器的内部线路设计不复杂，适合处理规律性的任务，指令的执行速度也很快，但是处理较复杂的操作需要使用多种简单的指令进行组合，而且编译也较复杂。数字信号处理器（DSP架构）其特点是：专门用于处理数字信号数据（如视频、音频数据等），由于其架构是
12、专门设计的，所以能做大量的即时运算。数字信号处理器的基本运算是加法和乘法。一般性微处理器的主要运算是加法，乘法的运算效率很低，而数字信号处理器的出现就是为了庞大的乘法运算产生的。,三.嵌入式系统的软件,3.1 嵌入式系统软件的开发,3.2 嵌入式软件技术面临挑战,3.3 嵌入式技术的发展,3.1 嵌入式系统软件的开发,嵌入式系统软件有自己的开发工具、开发环境和开发过程。硬件设计：客观需求（“量身定做”是嵌入式系统的基本特点），确定硬件规格并选择硬件。软件设计：根据选择的硬件设备（嵌入式系统微处理器等）选择软件开发环境（软件开发平台和嵌入式系统目标平台是两个概念，简单地说，嵌入式系统软件的开发及
13、其执行不在一个平台上）和开发工具（包括编程语言、交叉编译器、连接器、定位器、厂商提供的开发库以及专用开发工具等）、编写代码并生成最终的绝对定位二进制映象文件、下载程序到嵌入式系统的ROM中、整合调试（包括除错）。（开发流程图可参见前面的笔记）资源受限是嵌入式系统软件开发的一个客观特点，对资源的使用进行高效的控制以及避免共享资源使用中的冲突是编写嵌入式系统软件要考虑的问题。在嵌入式系统软件的编写过程中引入嵌入式操作系统，让嵌入式操作系统负责底层硬件的管理和控制（包括内存管理、输入输出管理即硬件驱动程序及协调使用、多线程管理以及状态检测等），同时为程序员提供一套编程API，尽量减少程序员花费大量的
14、精力在与底层硬件的交互上，这是嵌入式操作系统提供的程序开发界面带来的好处。由于嵌入式系统的启动没有象PC电脑启动那样的BIOS程序（位于CMOS芯片的EEPROM中）负责进行启动前的准备工作（如硬件检测、硬件初始化等），因此，嵌入式系统启动的环境设置需要自己实施，也就是把嵌入式操作系统以及为嵌入式系统编写的应用程序下载到嵌入式系统的ROM中，象这样完成嵌入系统开机启动的操作叫做Boot Loader。,式复位代码、硬件初始化代码、启动代码和嵌入式主程序之间的关系。一般来说硬件厂商会提供诸如复位代码、硬件初始化代码等的固定地址，即在规定的地址做规定的事。开机动作：一是复位代码，初始化CPU，该代
15、码由厂商提供（一般是汇编语言代码），可以依据实际需要进行修改，大部分的复位代码的最后都有一条无条件的跳转指令，直接转向到下一步的硬件初始化代码处，然后从那里开始往下执行。二是关键硬件的初始化代码（一般使用汇编语言编写），负责初始化嵌入式系统的关键硬件，如CPU、内存等。其他的硬件可以在以后由设备驱动程序来初始化。如果接下来打算使用高级语言来编写嵌入式系统软件的话，那么硬件初始化代码执行完毕后会跳转到启动代码处，该启动代码负责配置高级语言运行所需要的环境。启动代码厂商随编译器一起提供的，而且附带源代码，可以根据需要作修改。关于启动代码所执行的一般操作可参见前面笔记的第4页。三是启动嵌入式操作系统
16、，初始化必要的外设、开启内存管理、初始化中断控制器、配置中断向量表及异常处理、打开计数器功能等，当完成外设的初始化工作后，就开始执行第一个程序，并启动线程管理。四是执行自己编写的嵌入式系统程序。基本的流程如下：,复位代码 硬件初始化代码启动代码操作系统代码执行任务嵌入式系统软件开发程序员如果选择了合适的操作系统的话，那他就只需要做两件事情：一是编写外设的驱动程序，如果操作系统没有提供的话；二是编写应用程序。,3.2嵌入式软件技术面临挑战 以信息家电为代表的互联网时代嵌入式产品，不仅为嵌入式市场展现了美好前景，注入了新的生命；同时也对嵌入式系统技术，特别是软件技术提出新的挑战。这主要包括：支持日
17、趋增长的功能密度、灵活的网络联接、轻便的移动应用和多媒体的信息处理，此外，当然还需对付更加激烈的市场竞争。1.嵌入式应用软件的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。目前，国外商品化的
18、嵌入式实时操作系统，已进入我国市场的，如WindRiver,、Microsoft、QNX和Nuclear等产品。我国自主开发的嵌入式系统软件产品如科银(CoreTek)公司的嵌入式软件开发平台DeltaSystem,它不仅包括DeltaCore嵌入式实时操作系统,而且还包括LamdaTools交叉开发工具套件,测试工具,应用组件等；此外，中科院也推出了Hopen嵌入式操作系统。,2.网成为必然趋势。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TCPIP协议簇软件支持；由于家用电器相互关
19、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IEEE1394、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
20、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 嵌入式设备之所以为亿万用户乐于接受，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，如司机操纵高度自动化的汽车主要还是通过习惯的方向盘、脚踏板和操纵杆。人们与信息终端交互要求以GUI屏幕为中心的多媒体界面。手写文字输入、语音拨号上网，收发电子邮件以及彩色图形、图像已取得初步成效。目前一些先进的PDA在显示屏幕上已实现汉字写入，短消息语音发布，但离掌式语言同声翻译还有很大距离。,3.3 嵌入式技术的发展：影响未来的若干软件新技术。如前所述，嵌入式系统设计师们已利用现行嵌入式
21、软件技术和PC机积累技术迎接新一代嵌入式应用；同时，发展影响深远的若干新的软件技术。这些技术包括：行业性编程编口API规范，无线网络操作系统、IP构件库和嵌入式JAVA等。1.日趋流行的行业性开放系统和备受青睐的自由软件技术 为了对付日趋激烈的国际市场竞争势态，设计技术共享和软件重用、构件兼容、维护方便和合作生产是增强行业性产品竞争能力的有效手段。近几年，一些地区和国家的若干行业协会纷纷制定嵌入式产品标准，特别是软件编程接口API规范。如，欧共体汽车产业联盟规定以OSEK标准作为开发汽车嵌入式系统的公用平台和应用编程接口(OSEK的名称来自于德文“车内电子设备的开放系统的接口)。OSEK规定了
22、汽车控制器的通信规程、网络管理规则以及高效利用存贮器的嵌入式操作系统。虽然业界专家怀疑OSEK标准是否能马上投入使用，而WindRiver等嵌入式软件公司已宣布推出兼容的操作系统，MotoWorks，充分利用行业软件技术开放带来的大笔商业利益。我国数字产业联盟，也在制定本行业的开放式软件标准，提高中国数字产品的竞争能力。看来，走行业开放系统道路是加快嵌入式软件技术发展的捷径之一。,此外，值得指出，国际上自由软件运动的顺利发展，GPL概念正对嵌入式软件产业深远影响。嵌入式Linux多种原型的提出，和GNU软件开发工具软件的实用化进展，正为我国加快发展嵌入式软件技术提供了极好机遇和条件。2.无线网
23、络操作系统初见端倪未来移动通信网络不仅能够提供丰富的多媒体数据业务，而且能够支持更多功能和更强的移终端设备。为了有效地发挥第三代移动通信系统的优势，许多设备厂商针对未来移动设备的特点努力开发无线网络操作系统。EPOC就是一例。3.IP构件库技术正在造就一个新兴的软件行业 嵌入式系统实现的最高形式是单一芯片系统(SOC，System On Chip)，而SOC的核技术是IP核(即知识产权核Intellectual Property Kernels)构件。IP核有硬件核、软件核和固件核，硬件核主要指8/16/32/64位MPU核或DSP核。硬件提供商以数据软件库的形式，将其久经验证的处理器逻辑和芯
24、片版图数据，供EDA工具调用在芯片上直接配置MPU/DSP功能单元；而软件核则是软件提供商将SOC所需的RTOS内核软件或其它功能软件，如通信协议软件，FAX功能软件等构件标准API方式和IP核构件形式供IDE和EDA工具调用制成FLASH或ROM可执行代码单元，加速SOC嵌入式系统定制或开发。目前一些嵌入式软件供应商纷纷把成熟的RTOS内核和功能扩展件，以软件IP核构件形式出售，如Microtec的VRTXoc for ARM就是典型例子。正在兴启的IP构件软件技术正为一大批高智小型软件公司提供发展机遇。,4.J2ME技术将对嵌入式软件的发展产生深远影响 众所周知“一次编程，到处使用”JAV
25、A软件概念原本就是针对网上嵌入式小设备提出的。几经周折，目前SUN公司已推出了J2ME(JAVA 2 Platform Micro Edition)针对信息家电的JAVA版本，其技术日趋成熟，开始投入使用。SUN公司JAVA虚拟机(JVM)技术的有序开放，使得JAVA软件真正实现跨平台运行，即JAVA应用小程序能够在带有JVM的任何硬软件系统上执行。这对实现瘦身上网的信息家电等网络设备十分有利。这一技术动向势必对嵌入式设备特别是上网设备软件编程技术产生重大影响，更值得业界人事关注。由于诸多原因，我国计算机行业未能赶上世界范围软件技术发展的前几次机遇；当我们意识到应组织发展本国软件产业时，微软已
26、在PC软件上处世界垄断地位，我们只得在软件汉化小范围徘徊，对计算机系统软件虽偶有出击，总难冲出重围。二十一世纪之初，微软王国已从登峰造极走向地位下滑的后PC时代。后PC时代，既非PC信息设备大显神通的时代，嵌入式系统正是非PC设备的主体，由于其应用推广、领域特色突出，谁也无力独吞这一市场。互联网技术在世界范围的扩展和中国通信事业的高速发展，已为我国开发嵌入式产品造就了广大市场，此外我国是人口大国，素有软件智力优势。因此，我国软件同仁应该牢牢抓着这一大好机遇，找准出击点，在IP软件、JAVA应用和无线网络等新一轮嵌入式软件技术上，下大力，冲刺一翻，定能使我国软件技术大上一个台阶，对发展我国经济做
27、出应有贡献。,第四章 嵌入式系统的独立发展道路41单片机开创了嵌入式系统独立发展道路42单片机的技术发展史,41单片机开创了嵌入式系统独立发展道路 嵌入式系统虽然起源于微型计算机时代，然而，微型计算机的体积、价位、可靠性都无法满足广大对象系统的嵌入式应用要求，因此，嵌入式系统必须走独立发展道路。这条道路就是芯片化道路。将计算机做在一个芯片上，从而开创了嵌入式系统独立发展的单片机时代。在探索单片机的发展道路时，有过两种模式，即“模式”与“创新模式”。“模式”本质上是通用计算机直接芯片化的模式，它将通用计算机系统中的基本单元进行裁剪后，集成在一个芯片上，构成单片微型计算机；“创新模式”则完全按嵌入
28、式应用要求设计全新的，满足嵌入式应用要求的体系结构、微处理器、指令系统、总线方式、管理模式等。Intel公司的MCS-48、MCS-51就是按照创新模式发展起来的单片形态的嵌入式系统（单片微型计算机）。MCS-51是在MCS-48探索基础上，进行全面完善的嵌入式系统。历史证明，“创新模式”是嵌入式系统独立发展的正确道路，MCS-51的体系结构也因此成为单片嵌入式系统的典型结构体系。,42单片机的技术发展史 单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。SCM即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最
29、佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。MCU即微控制器（Micro Controller Unit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看，Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面，最著名的厂家当数Philips公司。Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势，将MCS-51从单片微型计算机
30、迅速发展到微控制器。因此，当我们回顾嵌入式系统发展道路时，不要忘记Intel和Philips的历史功绩。单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。,第五章 结论进入90年代以来，以计算机技术、通信技术和软件技术为核心的信息技术取得了更加迅猛的发展，各种装备与设备上嵌入式计算与系统的广泛应用大大地推动了行业的渗透性应用。嵌入式系统被
31、描述为：“以应用为中心、软件硬件可裁剪的、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格综合性要求的专用计算机系统”，由嵌入式硬件和嵌入式软件两部分组成。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。由于嵌入式系统应用广泛，嵌入式软件在整个软件产业中占据了重要地位，并受到世界各国的广泛关注；如今已成为信息产业中最为耀眼的“明星”之一。嵌入式软件的未来发展，我有如下观点：嵌入式软件产业发展迅猛，已成为软件体系的重要组成部分。嵌入式系统产品正不断渗透各个行业，嵌入式软件作为包含在这些硬件产品中的特殊软件形态，其产业增幅不断加大，而且在整个软件
32、产业的比重日趋提高。2003年全球嵌入式软件市场规模达到346亿美元，2003年中国市场规模达到188亿元，预计到2006年嵌入式软件市场规模将突破400亿元大关，2003-2006年均复合增长率将达30%。,新一轮汽车、通讯、信息电器、医疗、军事等行业的巨大的智能化装备需求拉动了嵌入式软件及系统的发展。同传统的通用计算机系统不同，嵌入式系统面向特定应用领域，根据应用需求定制开发，并随着智能化产品的普遍需求渗透到各行各业。随着硬件技术的不断革新，硬件平台的处理能力不断增强，硬件成本不断下降，嵌入式软件已成为产品的数字化改造、智能化增值的关键性、带动性技术。SOC技术是微电子技术发展的一个新的里
33、程碑，并已成为当今超大规模IC的发展趋势，为IC产业提供前所未有的广阔市场和难得的发展机遇。迅猛发展的SOC工业再次地推进了嵌入式软件与硬件系统进一步融合嵌入，嵌入式软件是其灵魂与核心。SOC技术的出现，改变了传统嵌入式系统的设计观念，基于IP构件库的设计技术将成为嵌入式系统设计的主流；IP构件库技术正在造就一个新兴的软件行业。目前的因特网技术只联接了5%左右的计算装置，大量的嵌入式设备急需网络连接来提升其服务能力和应用价值。同时，以人为中心的普适计算技术正推动新一轮的信息技术的革命。计算无所不在，嵌入式设备将以各种形态分布在人类的生存环境中，提供更加人性化、自然化的服务。互联网的深度联网和普
34、适计算纵向普及所带来的计算挑战，将推动嵌入式软件技术向纵深发展，催生了新型嵌入式软件技术。近十年来，嵌入式操作系统得到飞速的发展：微处理器从8位到16位、32位甚至64位；从支持单一品种的CPU芯片到支持多品种的；从单一内核到除了内核外还提供其他功能模块，如文件系统，TCP/IP网络系统，窗口图形系统等；并形成包括嵌入式操作系统、中间平台软件在内的嵌入式软件体系。硬件技术的进步，推动了嵌入式系统软件向运行速度更快、支持功能更强、应用开发更便捷的方向不断发展。,随着嵌入式系统应用的不断深入和产业化程度的不断提升，新的应用环境和产业化需求对嵌入式系统软件提出了更加严格的要求。在新需求的推动下，嵌入
35、式操作系统内核不仅需要具有微型化、高实时性等基本特征，还将向高可信性、自适应性、构件组件化方向发展；支撑开发环境将更加集成化、自动化、人性化；系统软件对无线通信和能源管理的功能支持将日益重要。行业性开放系统正日趋流行。统一的行业标准具有开放、设计技术共享、软硬件重用、构件兼容、维护方便和合作生产的特点，是增强行业性产品竞争能力的有效手段。嵌入式操作系统本身正走向开放化、标准化；Linux正逐渐成为嵌入式操作系统的主流；J2ME技术也将对嵌入式软件的发展产生深远影响。目前自由软件技术备受青睐，并对软件技术的发展产生了巨大的推动作用，这为我国加快发展嵌入式软件技术提供了极好机遇和条件。从国家战略目
36、标与产业发展来看，嵌入式软件是实现传统制造业转型与提升的关键技术，她对整体提升我国制造业的竞争能力、大幅度地增强我国软件自主创新能力意义重大；国家十分重视设立专用计划与项目，推动嵌入式软件技术与产业的技术进步与快速发展。我们认为中国在发展嵌入式软件方面，应大力发展关键性、共性化的嵌入式操作系统与嵌入式软件平台；围绕行业，聚焦行业，依托龙头企业，突出重点区域，建设面向领域的嵌入式软件平台系统，提升我国嵌入式操作系统厂商的整体实力，提升整机制造行业在嵌入式软件上的核心竞争力；面向产业链，建设上下配合左右互动的合作性战略产业技术联盟，促进嵌入式软件产业的快速发展。,嵌入式技术正飞速发展，并期待着在各
37、种行业的深入渗透。我国具有雄厚的制造业基础，与传统的制造业结合，嵌入式系统有着巨大的市场空间。同时，基于嵌入式技术的应用和技术创新，将推动新产品、新产业的诞生。在巨大的市场需求和新的产业契机的推动下，嵌入式软件成为中国软件业的一次难得的机遇，是10年一遇的机会。智能手机、数字电视、以及汽车电子的嵌入式应用，是这次机遇中难遇的切入点；机遇与挑战并存。不少专家认为，嵌入式系统不应该是一个被垄断的市场即便它们在体系结构上有主流和非主流之分。这是因为嵌入式系统的最大特点是个性化，各不相同的应用领域势必要求产品和技术的高度分散。事实上，全球的嵌入式系统硬件体系有600多种，软件体系也有上百种，我国也正积
38、极自主开发嵌入式系统，如中科院的Hopen嵌入式操作系统、科银公司的DeltaSystem等。微软嵌入式系统的发展策略似乎也在朝这个方向发展。其最具说服力的证明就是Windows CE源代码开放的事实。在中国，线下的深度合作情况同样让来自微软嵌入式设备与平台事业部总经理托德沃伦先生喜上眉梢。联想、方正、升腾资讯和实达等众多知名厂商都已成为微软嵌入式系统的硬件合作伙伴。据IDC最近统计，基于微软嵌入式操作系统的设备已在产量、市场份额等方面超过其他平台的设备。嵌入式开发其实正迈向计算机领域的“生态模式”，这一生态模式分工讲究“层层包干”，产业结构是“金字塔型”，应用服务则是一贯穿始终的“链条”。等到这一生态圈越来越有层次、范围越来越大，中国嵌入式应用就有了一支掌握核心技术又立足于本土的服务队伍。如能培养这样一支队伍，是我们的成功。,致 谢,感谢我们指导老师杨华老师对我的指导和帮助；感谢队领导给我们创造的学习环境和不时的督促；感谢各位评审对我们论文的评审以及给予的所有肯定和批评；感谢所有为我们的毕业设计提供帮助的领导、老师和同学，及参考编者。,
