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浙江快乐彩12选五下载:计算机嵌入式系统的概念及其应用

时间:2019-12-13 09:51作者:张庆
本文导读:这是一篇关于计算机嵌入式系统的概念及其应用的文章,作为当今社会最富有生命力的技术之一,嵌入式系统在诸多领域都已经得到了广泛的应用?;痪浠八?,被嵌入式系统多方覆盖已经成为社会前进的方向,无论是微型数码产品还是航空航天领域的发展,均与嵌入式系统存在着密不

浙江快乐彩号码 www.dxzlh.com   摘    要: 信息时代,物联网技术在诸多领域均得到了较为广泛的应用,作为物联网技术的代表,围绕着嵌入式系统展开的讨论,正在变得深入且具体。首先简明扼要地概括了嵌入式系统的含义和特点,然后结合当今社会的实际情况,从机器人、消费电子等领域出发,对嵌入式系统的应用进行了探究,供相关人员参考。

  关键词: 嵌入式系统; 消费电子; 现代医疗;

  作为当今社会最富有生命力的技术之一,嵌入式系统在诸多领域都已经得到了广泛的应用?;痪浠八?,被嵌入式系统多方覆盖已经成为社会前进的方向,无论是微型数码产品还是航空航天领域的发展,均与嵌入式系统存在着密不可分的联系。由此可见,围绕嵌入式系统的具体应用展开探究,具有突出的现实意义。

  1、 嵌入式系统的概述

  嵌入式系统指的是完全被嵌入受控器件的内部,针对特定应用所设计的计算机系统,有别于个人计算机等通用系统,嵌入式系统所执行的任务,通常具有两方面特点,一个是预先定义,另一个是带有特定要求。正是因为嵌入式系统的作用是完成某项任务,因此,相关人员可以通过系统优化的方式减小尺寸,达到降低成本的目的。通过上文的叙述可以看出,该系统主要具有以下特点:(1)面向特定的应用,嵌入式系统可以将需要板卡完成的各项任务在芯片内部进行集成,增强移动能力。(2)将嵌入式系统与实时操作系统相结合,可以为程序执行过程中具有的可靠性、实时性提供保证,减少开发需要花费的时间,提高软件质量。(3)高效完成对该系统硬件、软件进行设计的工作,真正做到去除冗余,优化系统。(4)正是由于该系统软件被固化在单片机、存储芯片中,因此,程序执行的速度及可靠性能够得到有力保障。(5)嵌入式系统需要处于专门的开发环境、利用特定的开发工具,才能完成开发工作。(6)系统升级和换代需要和对应的应用同步完成,研究表明,嵌入式系统的产品生命周期通常较长[1]。在对嵌入式系统加以应用时,相关人员应着重考虑以上内容,保证该系统的优势,能够在应用的过程中得到充分发挥。

  2、 嵌入式系统的应用

  2.1、 机器人领域

  不断发展的高新技术,在很大程度上提高了机器人的应用率,而机器人能够得到快速发展的原因,主要是嵌入式系统的出现。应当明确一点,早在20世纪50年代,MIT就提出了最初的机器人技术,即数控技术。由此可见,机器人领域并非新兴领域,只是受知识、技术制约,导致该领域在很长时间内都没有得到快速发展,机器人技术的应用方向也局限于简单的控制。直至20世纪70年代,智能理论、MCU的发展,使越来越多人开始将目光转向机器人技术,该项技术也因此而成为科技企业展开竞争时,所依托的核心力量。不断发展的嵌入式技术,在无形中加快了机器人领域前进的速度,以机器人为核心的产业越来越完善。几年前,美国便斥巨资,利用嵌入式系统完成了对带有机械手的火星车进行建造的工作,作为一台能够独立对火星表面地况进行采集的机器人,“索杰纳”号的优势主要体现在拥有比其他火星车更高的精密度方面,即使不与地球保持联系,也可以自主运行,并将所采集数据向地球进行传输。除此之外,智能机器宠物的出现,同样依托于嵌入式系统的发展,例如索尼机器狗,不仅具备运动的基本功能,还具备语音处理、图像识别的交互功能,可以对动物的运动、表情进行模仿。“索杰纳”号和索尼机器狗的出现表明,嵌入式系统具有高度的稳定性、可靠性,将其作为机器人的核心控制器,具有其他系统所不具备的优势。
 

计算机嵌入式系统的概念及其应用
 

  2.2、 消费电子领域

  20世纪90年代,以消费类电子、计算机和信息通信为基础的信息家电,开始在日常生活中得到广泛应用,信息家电的功能,主要包括双向网络通信、视听和信息处理,通常由嵌入式系统、处理器、应用层软件包和相关支撑硬件组成。不断发展的科学技术,加快了电子消费取代传统消费的速度,电子消费成为社会主流是大势所趋,由此而带来的积极影响,主要体现在两个方面,一方面是使人们的生活变得更加便利,另一方面是为嵌入式系统的发展提供了动力。当今社会,移动电话取代了固定电话,数码相机取代了胶卷相机,储蓄卡、信用卡也逐渐取代了纸币,开始在市场上流通,以微波炉、电视机为代表的家电产品,可以在嵌入式系统的辅助下,实现与互联网、家庭控制中心联通的目标[2]。除此之外,人们还可以利用手机等移动设备,对上述家电产品进行远程操作,亦或是进行远程教育、远程医疗,机顶盒的作用也从最初的收看电视节目,逐渐向炒股、网上购物等方向延伸,由此可见,消费电子领域之所以能够在短时间内得到快速发展,与嵌入式系统的应用存在着密不可分的关系。

  2.3、 现代医疗领域

  不断发展的信息技术推动着数字化产品的发展。对数字化产品进行创新、实现软件增值的核心是对嵌入式系统加以应用,这也是体现市场竞争力的主要因素。现代医疗领域的发展,既需要对传感检测技术进行大力推广,还需要提高采集、分析、显示和存储信息的质量,这对医疗仪器的计算能力、存储能力提出了更高的要求。除此之外,要想实现社会的可持续发展,嵌入式系统使医疗设备的环保等级得到显着提高,具有突出的现实意义。综上,如何提高医疗领域的小型化、智能化和专业化水平,并在此基础上,实现零污染、低功耗的目标,已经成为人们关注的焦点,嵌入式系统也因此拥有了更加广阔的发展空间。

  在现代医疗领域中,嵌入式系统的应用主要集中在以下方面:首先,医疗仪器所适用的系统、技术应与其特点相符,以放射设备、心脏起搏器为代表的医疗仪器,要想充分发挥出自身的作用,都需要对嵌入式系统加以应用,而以分光光度计、电疗描记器为代表的化验设备,要想具备良好的速度和精度,同样需要嵌入式系统提供支持。其次,在设计医疗仪器时,设计人员应重视3点内容:(1)利用??榛纳杓品椒?,在平台上对型号不同的产品进行设计。(2)以大系统背板为依托展开设计,提高系统运行速度。(3)保证产品的便携性。实践证明,合理应用嵌入式系统可以使上述设计目标成为现实;最后,在设计医疗仪器时,需要重新对嵌入式系统进行编程,目的是尽量避免多次试验带来的风险,设计人员可以通过对公共硬件平台进行反复应用的方式,以基本设计为基础,完成对支持不同功能的系统进行建立的工作,设计成本随之降低。除此之外,嵌入式系统的作用,还包括将产品生命周期延长,为医疗仪器的生产、使用提供技术支持等。

  2.4 、工业控制领域

  近年来,工业控制应用的嵌入式系统正由最初的8位逐渐转为16位和32位,虽然以电网安全、数控机床为代表的工业控制产品,只需要应用8位的嵌入式系统就能够达到控制的效果,但是16位、32位的嵌入式系统在该领域的应用正变得越发普遍,这一点需要引起相关人员的重视。

  由于嵌入式系统的中心为应用,基础为计算机技术,所涉及的硬件、软件都满足可裁剪的要求。因此,对在体积、功能、成本等方面均具有严格要求的计算机而言,对该系统加以应用的优势十分明显。合理应用嵌入式系统,能够实现在硬件系统中对功能软件、操作系统进行结合的目标,其优势主要体现在响应速度快、软件代码小等方面。工业控制网络的组成通常分为四个部分,分别是传感器、数据显示设备、数据记录设备和执行机构,其作用是对电气设备系统进行监控,由此可见,工业控制系统对实时性、可靠性具有极高的要求,应用在实时性、可靠性方面具有突出优势的嵌入式系统很有必要。自动化生产的作用,主要是提高工业生产率,使工业成本大幅降低,要想全面推行自动化,关键是对嵌入式系统加以应用,这是因为嵌入式系统所对应处理器的性价比极高,不仅便于控制,进行后期养护的难度也较低,正是因为上述优势,才使得嵌入式系统在工业控制领域得到认可和广泛应用[3]。

  2.5、 汽车电子领域

  应当明确一个概念,嵌入式系统是指对设备、装置或机器运行起辅助、控制或监视作用的装置,通常由操作系统、微处理器、特定程序及外围硬件设备所组成。现阶段,嵌入式系统在车辆控制、监控、导航及汽车服务等方面,均得到了较为广泛的应用,其中,最具代表的应用为车载导航系统。汽车所装载嵌入式控制器、传感器的数量已经多达数十个,其作用主要是辅助汽车主控系统完成各项工作,提高汽车驾驶的人性化水平。整车价值中,电子系统所占比例呈现出逐年提高的趋势,由此可见,汽车电子领域为嵌入式系统提供了发展所需的动力和空间。研究表明,嵌入式系统在该领域的应用,以下列方向为主:首先,随着智能交通技术、局域网技术的完善,嵌入式系统会逐渐转向分布控制系统、网络通信系统。高频控制系统的基础为C级网络和D级网络,网络通信系统的基础为无线通信。其次,嵌入式系统会具有更高的集成度和更灵活的体系结构。最后,以现有标准为依据,对嵌入式系统进行开发,在降低成本的基础上,达到提高硬件、软件通用性的目的。

  2.6、 航空航天领域

  最早对嵌入式系统加以应用的领域即为航空航天领域。随着军事装备领域的发展,以火炮控制、导弹引爆为代表的武器控制系统,均需要在嵌入式技术的辅助下,才能充分发挥出自身的作用,将雷达、军用电子设备与坦克、舰船等武器相结合,可以使远距离通讯并协同作战的目标成为现实。另外,无论是导航、卫星还是航空电子设备、空间技术,现阶段都已经实现了与嵌入式系统的有效结合,可以说,嵌入式系统已经成为推动该领域发展的主要动力之一。

  3、 结语

  综上所述,嵌入式系统需要借助特定的辅助工具,才可以充分实现自身的价值,近几年,以物联网和智慧地球为代表的新概念被不断提出,作为推动各领域发展的主要动力,如何在嵌入式系统的辅助下,使所提出概念成为现实,自然成为社会各界热议的话题,希望上文中讨论的内容可以在某些方面给人以启发。

  参考文献

  [1] 张凯龙,吴晓,苗克坚.面向新工科的嵌入式系统知识体系创新研究[J].无线互联科技,2019,16(9):110-114.
  [2] 薛粤平.基于嵌入式系统的网络视频监控系统设计及网络信息安全[J].信息与电脑:理论版,2019(12):78-79.
  [3] 王瑞敏,常瑞,唐永鹤.面向网络空间安全人才培养的嵌入式系统课程教学内容设计[J].计算机教育,2019(9):143-146.

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