嵌入式系统发展综述
作者：张营， 李鹏， 陈立锋， 巩永光， ZhangYing， LiPeng， ChenLiFeng， GongYongGuang 作者单位：济宁学院物理系
刊名：
电子技术
英文刊名：ELECTRONIC TECHNOLOGY
年，卷(期)：2008，45(6)
引用次数：0次
参考文献(5条)
1.李丽娜.邵敏权.马庆峰浅谈嵌入式系统的现状及发展[期刊论文]-长春工业大学学报(自然科学版) 2004(2)
2.王继春嵌入式软件及其应用领域与发展趋势[期刊论文]-信息技术与信息化 2004(4)
3.郭其一.邹洁.赵艳华工业嵌入式操作系统综述[期刊论文]-机车电传动 2003(1)
4.程保炜.刘文珂嵌入式系统及其开发应用概述[期刊论文]-长江大学学报（自然科学版） 2004(4)
5.马义德.刘映杰.张新国嵌入式系统的现状及发展前景[期刊论文]-信息技术 2001(12)
相似文献(10条)
1.会议论文田翔.周昌.张剑梅基于嵌入式处理器和DSP的生物芯片扫描分析系统2003
虽然以嵌入式处理器和嵌入式操作系统为核心的嵌入式系统已经得到了广泛的应用,但是它不能很好地进行实时的数据处理,而DSP处理器却很适合这样的实时处理.所以基于嵌入式处理器和DSP协同工作的系统设计成为了嵌入式系统的发展方向之一.文中提出并研究设计了一种生物芯片扫描分析仪.该系统以高性能嵌入式处理器和DSP处理器的协同工作为核心,并兼有自动数据分析算法,实现了无需手工干预的生物芯片扫描和分析的一体化,具有高可靠性、高实时性、小型化和低功耗的特点.文中详细论述了系统整体结构以及软硬件部分的实现.
2.期刊论文邓彬伟.黄松柏.Deng Bin-wei.Huang Song-bai浅谈嵌入式处理器体系结构-山西电子技术2007(4)
嵌入式系统一般指非PC系统,它包括硬件和软件两部分.其中嵌入式处理器是嵌入式系统硬件的核心.详细介绍了流行的嵌入式处理器体系结构及性能,分析了嵌入式处理器对嵌入式系统性能的影响及发展趋势.
3.学位论文张奕32位5级流水线嵌入式处理器设计2007
嵌入式系统是当今非常热门的研究领域。在PC市场已趋于稳定的今天，嵌入式系统市场的发展速度却正在加快。由于嵌入式系统所依托的软硬件技术得到了快速发展，因此这几年嵌入式系统自身获得了快速发展。根据美国嵌入式系统专业杂志RTC报道，在21世纪初的10年中，全球嵌入式系统市场需求量具有比PC市场大10倍到100倍的商机。
随着片上系统(SOC)技术的不断发展以及嵌入式系统对处理器处理能力的需求不断提高，32位处理器IP核已经被广泛用于SOC以及SOPC(硬件可配置SOC)的设计与开发当中。
商业32位处理器软核主要包括ARM公司的ARM系列，MIPS公司的MIPS32系列，Xilinx公司的MicroBlaze，Altera的Nios等等，因此32位嵌入式软核的开发与应用是非常广泛的。
随着开源软件的蓬勃发展，开源的处理器软核也发展起来，由于开源处理器软核没有任何授权费用，因此开源的处理器软核越来越受到学术界和工业界的重视，OpenRisc1200和Leon处理器软核就是其中的代表，已经有不少公司和机构把开源处理器软核用于产品的开发以及嵌入式系统的设计，例如Vivace公司在他们新开发的多媒体处理芯片中就采用了OpenRisc1200的软核，而法国的Comsis公司在他们新的多输入多输出(MIMO)无线宽带网络解决方案中就采用了最新的Leon3处理器软核。而且不少研究机构也将开源处理器软核用于研究当中，例如美国加州大学Berkeley分校就将Leon3应用于他们新的多核计算机系统研究项目RAMP当中，美国麻省理工学院则在他们的一个单芯片安全处理器研究项目AEGIS中采用了OpenRisc软核。
因此处理器软核的设计与开发有着重要研究价值与广阔的应用前景，而现在的嵌入式应用对嵌入式处理器软核提出更高的要求，需要嵌入式处理器具备高度的灵活性，可根据实际的需要实现可伸缩的配置，而且也需要处理器软核在占用硬件资源尽可能少的情况下提高性能并保持低功耗。
1．2处理器软核发展动态：
ARM公司开发了很多系列的ARM处理器内核，ARM代表了低功耗高性能嵌入式处理器的最高水品，目前应用的比较多的有ARM7系列，ARM9系列
，ARM9E系列，ARM10系列，ARM11系列。ARM公司最近发布了最新的Cortex-A8TM处理器，Cortex-A8处理器是第一款基于下一代ARMv7架构的应用处理器，使用了能够带来更高性能、功耗效率和代码密度的Thumb-2技术。它首次采用了强大的NEONTM信号处理扩展集，对H．264和MP3等媒体编解码提供加速。Correx-A8解决方案还包括Jazelle-RCT Java加速技术，对实时(JIT)和动态调适编译(DAC)提供最优化，同时减少内存占用空间高达三倍。此外，新处理器还配置了用于安全交易和数字版权管理的TrustZone技术以及实现低功耗管理的IEM功能。Cortex-A8处理器配置了先进的超标量体系结构流水线，能够同时执行多条指令。处理器集成了一个可调尺寸的二级高速缓冲存储器，能够同高速的16K或者32K一级高速缓冲存储器一起工作，从而达到最快的读取速度和最大的吞吐量。Cortex-A8处理器使用了先进的分支预测技术，并且具有专用的NEON整型和浮点型流水线进行媒体和信号处理。在使用小于4平方毫米的硅片及低功耗的65纳米工艺的情况下，Cortex-A8处理器的运行速度将高于600MHz(不包括NEON，追踪技术和二级高速缓冲存储器)。在高性能的90纳米和65纳米工艺下，Cortex-A8处理器运行速度最高可达到1GHz，从而满足高性能消费产品设计的需要。
开源的32位处理器软核Leon最新发布的版本为Leon3，Leon3来源于欧洲航天局开发的ERC32和Leon2，而ERC32和Leon2正被用于欧洲和国际空间项目中。Leon3基于SPARC V8指令集结构，采用7级流水线，哈佛结构。Leon3支持完整的SPARC V8指令集，包括乘法指令、乘加指令和除法指令，并提供了一个可选配的支持单精度和双精度的IEEE-754浮点处理单元。Leon3提供了灵活的缓存系统，可支持1路至4路组关联，并可选择LRU，LRR或随机替换机制。Leon3支持同步多处理器配置(SMP)，提供了缓存一致性的硬件支持。Leon3在130纳米工艺下，运行速度可高于400MHz，如果综合到FPGA，频率也可高于100MHz。而Leon3FT则提供了很高的容错性，可适用于严酷的环境中，例如航天应用。
XILINX公司最新推出性能优化的MicroBlaze软处理器5.00版。这款32位RISC内核现可在Virtex-5 FPGA器件中提供240 DMIPS的整数处理能力，浮点运算性能达50 MFLOPS，MicroBlaze 5.00软处理器是在MicroBlaze 4.00基础之上的进一步开发，保持了指令集的后向兼容性，提供了紧密耦合的浮点单元、可配置的硬件。
4.学位论文邓立康基于ARM和CPLD的可扩展嵌入式系统设计2007
进入20世纪90年代后，随着全球信息化、智能化、网络化的发展，嵌入式系统技术获得了前所未有的发展空间。
嵌入式系统的最大特点之_是其所具有的目的性或针对性，即每一套嵌入式系统的开发设计都有其特殊的应用场合与特定功能，这也是嵌入式系统与通刚的计算机系统最主要的区别。由于嵌入式系统是为特定的目的而设计的，且常常受到体积、成本、功能、处理能力等各种条件的限制。因此，如果可以最大限度地提高应用系统硬件上和软件上的灵活性，就可以用最低的成本，最少的时间，快速的完成功能的转换。
本课题的目的在于提出并设计一种基于ARM(Advanced RISC Machines)和CPLD(Complex Programmable Logic Device)的可扩展功能嵌入式系统平台，并完成了系统的硬件设计和PCI(Peripheral Component Interconnect)桥的固件设计。设计过程中采用美国ALTIUM公司的ALTIUM DESIGNER 6.0 EDA软件开发了系统的硬件部分。在整个硬件开发环节中，充分采用高速PCB(Printed Circuit Board)的设计原则，并进行全面的电路仿真试验，保证了硬件系统的高度可靠性。本系统承袭了ARM7系列处理器高性能、低功耗、低成本的优点，并充分考虑到用户的需要，扩展了多种常用的外部设备接口以及蓝牙无线接口等，为将米各种可能的应用提供了完善的硬件基础。概括总结起来本文具体工作如下：
1．完全自主设计了具有高扩展性的基于LPC2292嵌入式处理器的嵌入式系统应用开发平台。基于该硬件平台，可以实现许多基于ARM架构处理器的嵌入式应刚而无需对硬什系统作出大的改变，如多协议转换器、CAN(Control Area Network)总线网关、以太网关、各种工业控制应用等。并在具体的设计实践中，总结出了嵌入式系统硬件平台的设计原则及设计方法。
2．完成了基于CPLD的PCI桥接芯片的同什设计，在ARM硬件平台上成功扩展了PCI设备，成功解决了ARM处理器和PCI从设备之间通讯的问题。
3．完成了对所开发的嵌入式系统硬件平台的测试工作，完成了基于AT89C51的PCI测试卡软硬件设计。基于此测试卡，可以实现对系统中的PCI通讯功能进行有效测试，以保证整个硬件系统正常、高效、稳定地运行。本系统的设计完成，使其可以作为嵌入式应用的二次开发或实验平台，用于工业产品开发及高校相关专业的实践教学。
5.期刊论文赵丙辰嵌入式系统的核心--嵌入式处理器的分类与选型-新乡师范高等专科学校学报2005,19(5)
根据处理器的用途对嵌入式处理器进行了分类;根据嵌入式系统设计的差异性介绍了嵌入式处理器的选型.
6.学位论文单甪基于COMIP与μClinux的嵌入式系统研究2006
随着通信技术的不断发展，对通信系统及其设备的处理能力、实时性能和工作效率的要求也在不断的提高。对应用于通信系统中的嵌入式处理器、外围模块及嵌入式操作系统的要求也越来越高。本文是以基于双内核嵌入式处理器“COMIP”和μClinux操作系统的嵌入式系统为研究对象，提出了构建强实时性嵌入式系统的设计思想和方法。
本文研究的重点包括：对嵌入式系统的特点进行分析，根据系统功能要求和COMIP芯片双内核、高集成度、高性能和多功能的特点完成系统的结构设计和硬件电路设计并保证系统正常稳定运行，同时解决系统子板与母板间连接造成的阻抗不匹配以及电源分配问题；针对COMIP双核结构及系统硬件结构进行μClinux操作系统的裁减、配置并移植到该嵌入式系统中，同时编制Bootloader以便引导、启动系统；根据通信系统对实时性的要求对μClinux1标准内核实时性进行分析，提出了使用以位图算法为基础基于优先级的实时调度策略、抢占内核和内核线程模块构建强实时μClinux内核的设计思想和具体实现方法；针对系统实时性要求对重新构建的强实时gClinux内核进行系统测试和性能测试，并同μClinux标准内核和Vxworks进行性能比较，客观地得出对强实时μclinux内核的综合评估。
7.学位论文高文青基于ARM9的嵌入式视频采集系统的研究与应用2008
随着互联网技术的发展和后PC时代的到来，嵌入式系统的应用愈来愈广泛。目前嵌入式技术已经成为最热门的技术之一，嵌入式产品已经在IT产业中占有很大的比重。
嵌入式系统的硬件核心是嵌入式处理器，ARM(Advanced RISC Machine)处理器是目前业界公认的技术领先的32位嵌入式处理器，凭借其低功耗、低成本和高性能等特性占据了嵌入式应用领域的领先地位，基于ARM的嵌入式技术已经成为了当前嵌入式领域研究的一个亮点。
嵌入式系统的软件核心是嵌入式操作系统，嵌入式Linux作为标准Linux的精简版，继承了标准Linux强大的功能、可移植性、对硬件良好的支持和免费等特性。因此，嵌入式Linux在各类嵌入式设备中得到了广泛的应用。
近几年嵌入式技术的发展，对人机交互界面的要求越来越高，友好的图形化界面为使用者提供了丰富的图像信息、直观的表达方式。MiniGUI可以实现快速开发，并且功耗低。用户可以使用它方便地定制出自己的图形用户界面，完成各种应用程序的开发。
嵌入式系统具有低成本，携带方便，功能强大、低功耗等优点，已被广泛应用于工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类领域。本文设计了一个基于嵌入式ARM-Linux的图像采集系统。
本文首先对图像采集系统的硬件平台和软件平台做了简要的陈述。给出了系统的硬件及软件构成部分的规划方案。并在现有的开发条件下，详细讲述了嵌入式ARM-Linux开发系统的构建过程，整个过程的内容主要基于视频采集系统来讲述的。主要内容包括，交叉编译环境的建立、U-Boot的移植、嵌入式Linux内核的创建、CS8900A网卡移植、NFS网络文件系统的建立、LCD驱动移植和触摸屏驱动移植。
接下来，重点研究了USB摄像头驱动的开发流程。其主要流程包括，S3C2410USB主控制器驱动的配置、USB摄像头设备端驱动开发，Video4Linux
API应用三大部分。
最后，详细陈述了基于MiniGUI的用户图形界面开发过程。主要内容包括MiniGUI开发板及宿主机开发环境的配置、图形界面的设计、图像重现功能的设计和IAL输入引擎的二次开发。实现了触摸屏作为输入设备的图形化操作方式。
8.会议论文孙桂花.涂时亮嵌入式处理器中嵌入式ICE的设计2004
嵌入式ICE是嵌入式处理器提供软硬件调试功能的重要部件.本文阐述了在嵌入式处理器中嵌入式ICE的设计思想,并介绍了嵌入式系统领域中的不同架构处理器中嵌入式ICE的设计方法,对其性能差异进行了简单的评估.
9.学位论文杨志方基于SOPC的嵌入式视频监控系统的分析与设计2006
随着网络技术、通信技术和视频技术的发展，视频监控逐渐步入了全数字化网络阶段，而嵌入式网络视频监控系统正是其中的一个发展方向。目前，基于SOPC技术作为一门新兴技术在嵌入式系统中的应用越来越广泛。正是在这一背景下，本文设计了一种嵌入式网络化视频监控系统，该系统在32位高性能嵌入式处理器一NIOSII和专用视频压缩芯片--G07007SB的硬件平台上，采用MPEG-4编码技术，嵌入式Linux操作系统和流媒体技术进行设计。
本文从视频监控技术的发展历史和嵌入式系统的现状入手，分析了嵌入式网络视频监控系统相关技术，对嵌入式处理器和专用视频压缩芯片进行了深入的研究，给出了整个系统的设计方案和功能规划。基于上面的背景和对市场进行深入调查取证，研究了目前流行的嵌入式系统和MPEG-4专用视频压缩芯片方案，在嵌入式系统方面确定了采用SOPC技术在FPGA芯片上构建软核CPU--NIOSII从而实现嵌入式Web服务器的解决方案，音视频数据的采集和压缩是通过专用芯片G07007SB完成的，它利用最新的MPEG-4技术进行视频流的压缩，设计了适合应用的嵌入式CPU，MPEG-4编码和传输电路，然后介绍了基于SOPC技术的系统设计流程，并且完成了整个系统硬件结构及电路的设计，介绍了／xClinux操作系统的移植及其设备驱动程序的实现，最后给出了本文的主要结论，介绍了本系统的后续研究内容，并对本系统进行了展望。
本文设计的视频监控系统具有体积小、安装设置方便、图像质量稳定、网络带宽要求低、可实现远程实时监控等特点，因此具有良好的应用与发展前景和一定的实用价值。
10.学位论文周岩基于μc/os-Ⅱ嵌入式实时操作系统的内核分析及研究2007
嵌入式系统的出现距今已有30多年的历史了，由于网络与通信技术的发展，计算机、通信、消费电子的一体化趋势日益明显，嵌入式技术已成为一个研究热点。以八位单片机为核心的嵌入式系统早已广泛地应用于各个领域，但这些应用大多数还处于嵌入式低层次阶段。随着嵌入式设备与
Internet的广泛结合，手机、PDA、路由器、调制解调器等复杂的高端应用对嵌入式处理器的性能提出了更高的要求。因此以32位微处理器作为高性能嵌入式系统开发的核心已是嵌入式技术发展的必然趋势。在32位微处理器中ARM微处理器及其技术的应用几乎已经深入到各个领域。作为32位的RISC架构，基于ARM核的微控制器芯片不但占据了高端微控制器市场的大部分市场份额，同时也逐渐向低端微控制器应用领域扩展。
随着嵌入式系统开发的复杂度的加深，实时操作系统(real-time embedded operating system，RTOS)也已成为当今许多嵌入式系统的关键，它提供建立应用的软件平台。然而，并不是所有的嵌入式系统都使用 RTOS进行设计。某些嵌入式系统使用相对很简单的硬件或很少量的软件应用代码，可能不需要RTOS，但是，许多嵌入式系统具有中到大规模软件应用，需要用某种方式的调度，这些系统需要一个RTOS。
本文以 ARM 为硬件操作平台，首先介绍了ARM系统和实时操作系统的概念、应用场合及发展概况。然后分析了源码开放的实时操作系统μc/os-Ⅱ的主要内核及其应用范围，并对其内核中的一点进行了修改。在此基础上，将μc/os-Ⅱ操作系统移植到该平台上。
本文链接：https://www.doczj.com/doc/5411754294.html,/Periodical_dzjs200806024.aspx
下载时间：2010年5月13日