A rendszer több egység elrendezése, amelyek össze vannak szerelve, hogy a megadott utasításoknak megfelelően működjenek. A beágyazott rendszer mind a hardver, mind a szoftver kombinációja, amely egy adott feladatot a megadott időszakon belül hajt végre (ami azt jelenti, hogy csak egy meghatározott feladatot kell végrehajtania, mint például a mosógépet). A beágyazott rendszer alkalmazásban történő alkalmazásának fő előnye, hogy minimalizálhatja a méretet és a költségeket, valamint javítja a feladat megbízhatóságát és hatékonyságát. Ez a cikk áttekintést nyújt a beágyazott szoftver nyelveiről, a beágyazott rendszerről programozás , és funkcióik.
A beágyazott rendszerek alkatrészei
Az alábbiakban bemutatjuk a beágyazott rendszerek összetevőit
- Beágyazott hardver: A mikrovezérlő a beágyazott rendszer szíve, ahol kommunikáció céljából több periféria kapcsolódik a beágyazott hardverhez.
- Beágyazott RTO-k: Beágyazott valós idejű operációs rendszert használnak az összes komplex (ar művelet végrehajtására).
- Eszközmeghajtók: Hídként működik az operációs rendszerek és a perifériák között.
- Kommunikációs verem: Külső eszközökkel történő kommunikációra szolgál.
- Beágyazott alkalmazások: Elvégzi a beágyazott eszköz előre definiált funkcióját.
Beágyazott rendszerelemek
Beágyazott szoftver
A beágyazott szoftver vagy a beágyazott rendszer programozása olyan számítógépes szoftver, amelyet az eszközök vezérléséhez használnak egy utasításkészlet megadásával. Úgy is nevezik firmware, a különféle funkciókkal rendelkező különféle eszközök beprogramozhatók beágyazott szoftver segítségével, a tervezési korlátok (például válaszidő korlátok, szigorú határidők és feldolgozott adatok) fenntartásával és a végső adatok memória (Ram / Rom).
A szoftvert egy gépi interfész vezérli vagy kezdeményezi. A beágyazott szoftver beépítve van minden elektronikába, például autókba, telefonokba, robotokba, biztonsági rendszerek , stb, ami egyszerűen futtatható 8-bites mikrovezérlő néhány KB-ig terjedő memória használata. Segít az összetett műveletek feldolgozásában és meghatározza a pontos számítási keretet.
Beágyazott rendszer programozási nyelvei
A beágyazott szoftver operációs rendszert használ, amely valós idejű operációs rendszer, amely egyszerre több feladatot is ellát. A beágyazott programokat az in használatával programozzák C / C ++ , Phyton és Java szkriptek nyelvét, és ezeket olyan operációs rendszereken dolgozzák fel, mint a Linux operációs rendszer , VxWorks , Fusion RTOS, Nucleus RTOS, micro C / OS, OSE stb. A programozási nyelv kiválasztása létfontosságú szerepet játszik a beágyazott szoftver fejlesztésében, amely bizonyos tényezőkön alapul, amint az alábbiakban bemutatjuk,
- Méret : A program által igényelt memória mennyisége fontos szerepet játszik, mivel a beágyazott processzorok (mikrovezérlők) alkalmazása alapján meghatározott mennyiségű ROM (csak olvasható memória) van.
- Sebesség : A program végrehajtásának gyorsnak kell lennie
- Hordozhatóság: Különböző processzorok állíthatók össze egy program segítségével.
- A megvalósítás nehéz
- A karbantartás nehéz.
Beágyazott rendszer programozása összeszerelési nyelven
Beágyazott rendszer programozása Assembly nyelv (input) és konvertálás a gépi nyelv (output) az assembler segítségével a következő példával magyarázható, ahol két szám hozzáadását hajtjuk végre két sperát regiszter segítségével, és az eredményt egy output regiszterben tároljuk.
Bemenet
ITT: MOV R0, # 01H
MOV # 1, # 02H
MOV A, R0
ADD A, R1
MOV P0, A
EGYSZERŰ ITT
Kimenet
Cím Opcode Operand
0000 78 01
0002 79 02
0004 E8 -
0005 29 -
0006 F5 80
0008 80 00
Az összeállítási kódot a méret és a sebesség szempontjából hatékony kód kifejlesztésére használják. Nehezebb a nagyobb kód fejlesztése az összeállítási nyelven, ami magasabb szoftverfejlesztési költségekhez vezethet, és hiányzik a kód hordozhatósága. Ezért ennek a hátránynak a leküzdése érdekében magas szintű nyelvet használunk, mint pl beágyazott C .
A C, a C ++, a Java és az Embedded C
C programozás
A C nyelv egy szerkezet-orientált nyelv, Dennis Ritchie fejlesztette ki. Kevesebb memória hozzáférést biztosít az egyszerű fordító segítségével, és hatékonyan szállítja az adatokat a gépi utasításoknak megfelelően. Ezek széles körben alkalmazhatók a beágyazott rendszerektől a szuperszámítógépekig.
Beágyazott C
A beágyazott C a C nyelv kiterjesztése, amelyet beágyazott rendszer fejlesztésére használnak. A szintaxis hasonló a C nyelvhez (például a fő funkció, a függvények deklarációja, az adattípusok deklarációja, a ciklusok stb.). A beágyazott C és a standard C nyelv közötti fő különbség a hardver bemeneti-kimeneti címzése, a fixpontos műveletek és a címterek feldolgozása.
A C használata a beágyazott rendszerben a következő előnyök miatt
- Kicsi és könnyen megtanulható, megérthető és hibakereső a program.
- Az összes C fordító kompatibilis az összes beágyazott eszközzel
- Ez egy processzortól független (vagyis nem jellemző egy adott mikroprocesszorra vagy mikrovezérlőre).
- A C nyelv az összeállítási nyelv és a magas szintű nyelv jellemzőinek kombinációját használja
- Meglehetősen hatékony, megbízhatóbb, rugalmasabb, hordozhatóbb a különböző platformok között.
- A C-ben kifejlesztett programok könnyebben érthetők, hibakereshetők és karbantarthatók.
Összehasonlítva más magas szintű nyelvekkel, a C nagyobb rugalmasságot kínál, mivel viszonylag kicsi a struktúra-orientált nyelv, és támogatja az alacsony szintű bitenkénti sebességet adatmanipulációk .
C ++
Az olyan objektum-orientált nyelv, mint a C ++, nem választható hatékony program kidolgozásához olyan kutatási kényszer környezetekben, mint a beágyazott eszközök. A virtuális funkciók és a C ++ kivételkezelése néhány olyan jellemző, amelyek nem hatékonyak a rendszer térben és sebességben.
JÁVA
A beágyazott rendszer JAVA nyelven programozható, a JAVA virtuális gép (JVM) segítségével, amely rengeteg erőforráshoz fér hozzá. Elsősorban a csúcskategóriás alkalmazásokban találja meg a felhasználást (például mobiltelefonok), és az alkalmazások feldolgozásához rendszereken keresztüli hordozhatóságot kínál. Kisebb beágyazott eszközök esetén nem előnyös.
Beágyazott C programozási architektúra és példa
A beágyazott C programozási architektúra a használat példájával érthető meg 8051 mikrovezérlő , ahol az a funkciója, hogy villogjon a vezérlő PORT1-hez csatlakoztatott LED-izzó, és a használt fordító a Keil C Compiler. Az alábbiakban a VEZETTE pislogás.
#include // az előfeldolgozó irányelve
Void delay (int) // késleltetési funkció deklarálása
Void main (void) // Fő funkció
{
P1 = 0x00 // port1 ki van kapcsolva, így a LED nem világít és tárolja a regh1.h-ban
míg (1) // végtelen hurok
{
P1 = Az OxFF //// port1 be van kapcsolva, így a LED világít
delay (1000) // késleltetés hozzárendelése
P1 = 0X00 // port1 ki
késés (1000)
}
}
Void delay (int d) // késleltetési függvény hozzárendelése
{
aláíratlan int i = 0 // helyileg hozzárendelt változók
(d> 0 d-)
{
(i = 250 i> 0i–)
(i = 248 i> 0i–)
}
}
Előnyök
A beágyazott szoftver előnyei a következők
- Az adatok betöltése gyorsabb
- Alacsony a költség
- Kevesebb erőforrást használ fel.
Hátrányok
Az alábbiakban bemutatjuk a beágyazott szoftver hátrányait
- A frissítés összetett
- Minden esetleges visszaállításra van szükség, ha bármilyen probléma merül fel
- A kis értékek skálázhatósága nehéz.
Alkalmazások
A következők a beágyazott szoftver alkalmazásai
- Bankolás
- Gépkocsik
- Háztartási gépek
- Autó
- Rakéták stb.
GYIK
1). Mi az a beágyazott szoftver?
A beágyazott szoftver vagy a beágyazott rendszer programozása számítógépes szoftver, amelyet az eszközök vezérléséhez használnak utasítások megadásával.
2). Milyen programokat használnak a beágyazott rendszer szoftverében?
A beágyazott rendszer szoftver programjai C vagy C ++, Phyton és Java szkriptekbe vannak programozva.
3). Mi a különbség a beágyazott rendszerek és a normál rendszerek között?
A beágyazott rendszer a hardver és a szoftver kombinációja, ahol meghatározott célra tervezték. A folyamatokat egymás után dolgozzuk fel. Míg a normál processzor az RTO valós idejű operációs rendszere, akkor ott szükséges, ha párhuzamos végrehajtásra van szükség.
4). Melyek a beágyazott rendszerek különböző típusai?
A beágyazott rendszereket két kategóriába sorolják
- A teljesítmény és a funkcionális követelmények alapján tovább sorolják őket valós idejű, önálló, hálózatba kapcsolt, mobil kategóriába.
- A mikrovezérlő teljesítménye alapján tovább besorolják őket kis, közepes és kifinomult skálákként
5.) A beágyazott rendszer főbb alkalmazásai
A beágyazott rendszer főbb alkalmazásai a következők
- Mosógép
- Digitális kamerák
- Zenelejátszó stb.
A beágyazott rendszer a hardver és a szoftver kombinációja. Hol a beágyazott szoftverprogramok C vagy C ++, Phyton és Java szkriptekben vannak programozva. Linux operációs rendszeren, micro C / OS, QNX stb. Operációs rendszereken futnak. A C nyelv az alapnyelv a beágyazott szoftver kódok írásához. Így ez egy áttekintés egy beágyazott szoftverről és annak architektúrájáról, amelyet egy program segítségével magyaráznak.
