Systém je usporiadanie viacerých jednotiek zostavených tak, aby fungovali podľa daných pokynov. Zabudovaný systém je kombináciou hardvéru aj softvéru, ktorý vykonáva konkrétnu úlohu v stanovenom období (čo znamená, že by mala vykonávať iba jednu konkrétnu úlohu, ako je práčka). Hlavnou výhodou použitia zabudovaného systému v aplikácii je, že dokáže minimalizovať veľkosť a náklady a tiež zvyšuje spoľahlivosť a efektívnosť úlohy. Tento článok poskytuje prehľad o jazykoch zabudovaného softvéru, integrovanom systéme programovanie a ich funkcie.
Komponenty zabudovaných systémov
Nasledujú komponenty zabudovaných systémov
- Zabudovaný hardvér: Mikrokontrolér je srdcom zabudovaného systému, kde je na komunikáciu pripojených viac periférií k zabudovanému hardvéru.
- Integrované RTO: Zabudovaný operačný systém v reálnom čase sa používa na vykonávanie všetkých zložitých (ar operácií.
- Ovládače zariadenia: Funguje ako most medzi operačnými systémami a periférnymi zariadeniami.
- Komunikačné komíny: Používa sa na komunikáciu s externými zariadeniami.
- Vstavané aplikácie: Vykonáva preddefinovanú funkciu zabudovaného zariadenia.
Komponenty zabudovaného systému
Zabudovaný softvér
Zabudovaný softvér alebo programovanie zabudovaného systému je počítačový softvér, ktorý sa používa na ovládanie zariadení poskytnutím sady pokynov. Je tiež pomenovaný ako firmvér, rôzne zariadenia s rôznymi funkciami je možné programovať pomocou zabudovaného softvéru, a to tak, že sa zachovajú obmedzenia návrhu (napríklad obmedzenia času odozvy, prísne termíny a spracované údaje) a konečné údaje sa uložia do Pamäť (Baran / Róm).
Softvér je riadený alebo iniciovaný rozhraním stroja. Zabudovaný softvér je zabudovaný do všetkej elektroniky, ako sú autá, telefóny, roboty, bezpečnostné systémy atď., ktorý je ľahko spustiteľný na 8 bitoch mikrokontrolér využitie pamäte do niekoľkých KB. Pomáha pri spracovaní zložitých operácií a určuje presný výpočtový rámec.
Programovacie jazyky zabudovaného systému
Integrovaný softvér používa operačný systém, čo je operačný systém v reálnom čase, ktorý vykonáva viac úloh naraz. Vstavané programy sa programujú pomocou jazyka C / C ++ , Phyton a Java Script jazyky a sú spracované na operačných systémoch ako OS Linux , VxWorks , Fusion RTOS, Nucleus RTOS, micro C / OS, OSE atď. Výber programovacieho jazyka hrá zásadnú úlohu pri vývoji zabudovaného softvéru, ktorý je založený na určitých faktoroch, ako je uvedené nižšie,
- Veľkosť : Množstvo pamäte vyžadované programom hrá dôležitú úlohu, pretože zabudované procesory (mikrokontroléry) majú na základe svojej aplikácie konkrétne množstvo pamäte ROM (iba na čítanie).
- Rýchlosť : Rýchlosť vykonávania programu musí byť vysoká
- Prenosnosť: Pomocou jedného programu je možné zostaviť rôzne procesory.
- Implementácia je zložitá
- Údržba je náročná.
Programovanie zabudovaného systému v montážnom jazyku
Programovanie zabudovaného systému v systéme Windows montážny jazyk (vstup) a prevedenie na strojový jazyk (výstup) pomocou assembleru možno vysvetliť na nasledujúcom príklade, kde vykonáme sčítanie dvoch číselných čísel pomocou dvoch sperate registrov a výsledok uložíme do výstupného registra.
Vstup
TU: MOV R0, # 01H
MOV # 1, # 02H
MOV A, R0
PRIDAJTE A, R1
MOV P0, A
JEDNODUCHO TU
Výkon
Operand operačného kódu
0000 78 01
0002 79 02
0004 E8 -
0005 29 -
0006 F5 80
0008 80 00
Montážny kód sa používa na vývoj efektívneho kódu z hľadiska veľkosti a rýchlosti. Vývoj väčšieho kódu v montážnom jazyku sa stáva ťažkým, čo môže viesť k vyšším nákladom na vývoj softvéru a prenosnosť kódu absentuje. Preto, aby sme prekonali túto nevýhodu, používame jazyk na vysokej úrovni, ako napr vložený C .
Informácie o jazykoch C, C ++, Java a Embedded C
C Programovanie
Jazyk C je jazyk zameraný na štruktúru, ktorý vyvinul Dennis Ritchie. Poskytuje menší prístup do pamäte pomocou jednoduchého kompilátora a poskytuje údaje efektívne podľa pokynov stroja. Sú použiteľné v širokom rozmedzí od vstavaných systémov po superpočítače.
Vložený C.
Embedded C je rozšírenie jazyka C, ktoré sa používa na vývoj zabudovaného systému. Syntax je podobná ako v jazyku C (napríklad hlavná funkcia, deklarácia funkcií, deklarácia dátových typov, slučky atď.). Hlavným rozdielom medzi vloženým jazykom C a štandardným jazykom C je vstupno-výstupné adresovanie hardvéru, operácie s pevným bodom a spracovanie adresných priestorov.
Použitie C v zabudovanom systéme z dôvodu nasledujúcich výhod
- Je malý a ľahko sa dá naučiť, pochopiť a odladiť program.
- Všetky kompilátory typu C sú kompatibilné so všetkými zabudovanými zariadeniami
- Je to procesor nezávislý (to znamená, že nie je špecifický pre konkrétny mikroprocesor alebo mikrokontrolér).
- Jazyk C využíva kombináciu montážneho jazyka a funkcií jazyka na vysokej úrovni
- Je pomerne efektívny, spoľahlivejší, flexibilnejší a prenosnejší medzi rôznymi platformami.
- Programy vyvinuté v jazyku C sú ľahšie pochopiteľné, laditeľné a udržiavateľné.
V porovnaní s iným jazykom na vysokej úrovni ponúka C väčšiu flexibilitu, pretože je to relatívne malý jazyk orientovaný na štruktúru a podporuje bitové úrovne na nízkej úrovni manipulácie s dátami .
C ++
Objektovo orientovaný jazyk ako C ++ nie je voliteľný pre vývoj efektívneho programu v prostredí obmedzujúcich výskum, ako sú napríklad zabudované zariadenia. Virtuálne funkcie a spracovanie výnimiek v C ++ sú niektoré špecifické funkcie, ktoré nie sú efektívne z hľadiska priestoru a rýchlosti systému.
JAVA
Zabudovaný systém je možné programovať v jazyku JAVA pomocou virtuálneho stroja JAVA (JVM), ktorý pristupuje k mnohým zdrojom. Primárne nachádza využitie v aplikáciách vyššej kategórie (napríklad v mobilných telefónoch) a ponúka prenosnosť medzi systémami na spracovanie aplikácií. Nie je to preferované pre menšie zabudované zariadenia.
Vstavaná programovacia architektúra typu C a príklad
Zabudovanú programovú architektúru C je možné pochopiť na príklade použitia 8051 mikrokontrolérov , kde jeho funkciou je blikanie LED žiarovky, ktorá je pripojená k PORT1 ovládača a použitý kompilátor je Keil C Compiler. Nasleduje kód pre LED blikať.
#include // direktíva predprocesora
Void delay (int) // deklarácia funkcie oneskorenia
Void main (void) // Hlavná funkcia
{
P1 = 0x00 // port1 je vypnutý, takže LED nesvieti a je uložená v reg51.h
while (1) // slučka nekonečna
{
P1 = OxFF //// port1 je zapnutý, takže LED svieti
delay (1000) // priradenie oneskorenia
P1 = 0X00 // port1 vypnutý
oneskorenie (1 000)
}
}
Void delay (int d) // priradenie funkcie delay
{
unsigned int i = 0 // premenné priradené lokálne
pre (d> 0 d-)
{
pre (i = 250 i> 0i–)
pre (i = 248 i> 0i–)
}
}
Výhody
Nasledujú výhody zabudovaného softvéru
- Načítanie údajov je rýchlejšie
- Cena je nízka
- Využíva menej zdrojov.
Nevýhody
Nasledujú nevýhody zabudovaného softvéru
- Aktualizácia je zložitá
- Ak sa vyskytnú problémy, je potrebné vždy vykonať nové nastavenie
- Škálovateľnosť pre malé hodnoty je zložitá.
Aplikácie
Nasledujú aplikácie integrovaného softvéru
- Bankovníctvo
- Automobily
- Domáce spotrebiče
- Auto
- Rakety a pod.
Časté otázky
1). Čo je zabudovaný softvér?
Zabudovaný softvér alebo programovanie zabudovaného systému je počítačový softvér, ktorý sa používa na ovládanie zariadení poskytovaním pokynov.
2). Aké sú programy používané v softvéri zabudovaného systému?
Softvérové programy zabudovaného systému sú programované v jazykoch C alebo C ++, Phyton a Java Script.
3). Aký je rozdiel medzi vstavanými systémami a normálnym systémom?
Vstavaný systém je kombináciou hardvéru a softvéru, kde je navrhnutý na konkrétny účel. Procesy sa spracovávajú postupne. Zatiaľ čo normálny procesor je operačný systém RTO v reálnom čase, je potrebný tam, kde je potrebné paralelné vykonávanie.
4). Aké sú rôzne typy vstavaných systémov?
Vstavané systémy sú rozdelené do dvoch kategórií
- Na základe výkonnostných a funkčných požiadaviek sa ďalej klasifikujú ako real-time, samostatné, sieťové, mobilné.
- Na základe výkonu mikrokontroléra sa ďalej klasifikujú ako malé, stredné a zložité
5). Hlavné aplikácie zabudovaného systému
Hlavné aplikácie zabudovaného systému sú
- Práčka
- Digitálne fotoaparáty
- Prehrávač hudby atď.
Zabudovaný systém je kombináciou hardvéru a softvéru. Kde zabudované softvérové programy sú programované v jazykoch C alebo C ++, Phyton a Java Script. Pracujú na OS Linux, micro C / OS, QNX atď. Jazyk C tvorí základný jazyk pre písanie vložených softvérových kódov. Toto je teda prehľad zabudovaného softvéru a jeho architektúry vysvetlený pomocou programu.
