陳為　肖春芳　馬軼男

信息化時(shí)代下，嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)實(shí)施遠(yuǎn)程互動(dòng)已成為主流趨勢(shì)?；跈C(jī)電控制整合嵌入式系統(tǒng)能夠強(qiáng)化機(jī)電系統(tǒng)能，并可減小機(jī)電功耗與運(yùn)行成本，具有眾多優(yōu)勢(shì)。本文首先介紹嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)涵，然后剖析嵌入式系統(tǒng)的基本特點(diǎn)，最后探討具體運(yùn)用。

嵌入式系統(tǒng)利用應(yīng)用價(jià)值充當(dāng)根本出發(fā)點(diǎn)，在全面融合計(jì)算機(jī)技術(shù)條件下，大力改善系統(tǒng)功能，有效提升可靠性。近幾年，嵌入式系統(tǒng)愈發(fā)普遍，將其應(yīng)用到機(jī)電控制層面已成為主要研究方向。目前，嵌入式系統(tǒng)于機(jī)電控制過(guò)程的應(yīng)用具有堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐，促進(jìn)了硬件與軟件平臺(tái)的改進(jìn)。嵌入式系統(tǒng)不僅可增強(qiáng)企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力，而且還可增加經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)其進(jìn)行研究探討非常必要。

嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)涵

在常規(guī)意義上，嵌入式系統(tǒng)即利用計(jì)算機(jī)充當(dāng)應(yīng)用基礎(chǔ)，把計(jì)算機(jī)整合到特定系統(tǒng)內(nèi)。此系統(tǒng)軟件與硬件能夠裁剪，能夠較好地應(yīng)用在應(yīng)用系統(tǒng)中，并對(duì)功能、穩(wěn)定性和成本等提出了嚴(yán)格的要求。這是一個(gè)獨(dú)特、別樣的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，主要包含三個(gè)部分：其一，硬件環(huán)境，它是一個(gè)硬件平臺(tái)；其二，嵌入式操作系統(tǒng)，它的主要功能是實(shí)現(xiàn)任務(wù)調(diào)控，不變形；其三，嵌入式應(yīng)用程序。以操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用操作系統(tǒng)內(nèi)部的機(jī)制實(shí)現(xiàn)特定功能。

嵌入式系統(tǒng)的基本特點(diǎn)

近幾年，科學(xué)家加大了在嵌入式系統(tǒng)方面的研究力度，探索熱情持續(xù)升高，具體表現(xiàn)在下述兩方面：一方面，芯片進(jìn)程研制與推廣應(yīng)用可為企業(yè)創(chuàng)造可觀的效益，這主要?dú)w因于信息技術(shù)的提高，完成了芯片接口統(tǒng)一化，更多的企業(yè)把重心放在芯片探索上，進(jìn)而形成了一種企業(yè)激烈爭(zhēng)奪經(jīng)濟(jì)利益的局面，并促進(jìn)了電子技術(shù)的自身發(fā)展。另一方面，為減小生產(chǎn)成本，達(dá)成成本效益的合理配置，科學(xué)家將目光都投在了嵌入式系統(tǒng)上，它主要具有下述特點(diǎn)：

專(zhuān)用性強(qiáng)：嵌入式系統(tǒng)極具個(gè)性化，其軟件與硬件系統(tǒng)的內(nèi)部融合十分緊密，大部分情況下應(yīng)移植硬件系統(tǒng)，雖然是歸屬一個(gè)品牌和系列，但也應(yīng)參照系統(tǒng)硬件的實(shí)際情況合理修改，適當(dāng)修正。另外，因任務(wù)不同，也需要適當(dāng)調(diào)整系統(tǒng)，所下載程序編譯應(yīng)與系統(tǒng)緊密融合。

系統(tǒng)內(nèi)核小：在大多數(shù)條件下，嵌入式系統(tǒng)均應(yīng)用于小型電子裝置內(nèi)，對(duì)應(yīng)系統(tǒng)資源非常有限，這是因?yàn)槠鋬?nèi)核和別的操作系統(tǒng)相比非常小。

系統(tǒng)簡(jiǎn)單：嵌入式系統(tǒng)與別的系統(tǒng)最顯著的差別便是其應(yīng)用軟件與系統(tǒng)軟件不存在明顯的區(qū)分，為全面管控系統(tǒng)成本，并維護(hù)系統(tǒng)安全，通常嵌入式系統(tǒng)于功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)問(wèn)題上并未提出復(fù)雜的要求。

實(shí)時(shí)性高：對(duì)于嵌入式系統(tǒng)，實(shí)時(shí)性高是其主要要求，為優(yōu)化速度，軟件一定要保證固態(tài)存儲(chǔ)。另外，軟件代碼也應(yīng)具備優(yōu)良的特性。

具體運(yùn)用

遠(yuǎn)程電機(jī)控制系統(tǒng)。現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)蓬勃發(fā)展，整合嵌入式系統(tǒng)層面的最新成果，大大地提升了服務(wù)器的綜合性能。目前，市場(chǎng)上存在的大部分生產(chǎn)設(shè)備均裝設(shè)了通訊模塊，并且是內(nèi)嵌式的，能夠連接互聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)。此技術(shù)的出現(xiàn)促進(jìn)了嵌入式遠(yuǎn)程遙控，在最開(kāi)始的階段，旨在通過(guò)建立在DSP、MCU之上的嵌入式系統(tǒng)達(dá)成服務(wù)器功能，以此來(lái)簡(jiǎn)化PC服務(wù)器，這全面降低了系統(tǒng)的繁瑣性，并在某種程度上還改進(jìn)了系統(tǒng)體系，提升了運(yùn)行功效，減小了成本投入，讓系統(tǒng)能夠隨時(shí)與網(wǎng)絡(luò)相連，促進(jìn)復(fù)雜系統(tǒng)控制和處理。

若只從常規(guī)層面來(lái)說(shuō)，借助DSP技術(shù)便能夠順利達(dá)成機(jī)器和網(wǎng)絡(luò)之間的通信，輔以TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)牽引網(wǎng)絡(luò)接口芯片這一目標(biāo)，以此來(lái)在真正意義上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和機(jī)電系統(tǒng)之間的互聯(lián)，讓機(jī)電系統(tǒng)內(nèi)部嵌入式系統(tǒng)的基本功能得到完全發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)化。

建立在Stewart平臺(tái)之上的伺服控制器。Stewart平臺(tái)控制系統(tǒng)基本軟件組成見(jiàn)圖1。此系統(tǒng)利用AT9140800嵌入式處理器充當(dāng)核心組成，其硬件包含存儲(chǔ)器、編碼器接口、DA接口、標(biāo)準(zhǔn)RS232接口和狀態(tài)指示燈這幾部分。利用uC/OS充當(dāng)RTOS研制的專(zhuān)業(yè)軟件，主要包含以下幾部分：多線程系統(tǒng)、中斷控制系統(tǒng)、資源管理系統(tǒng)、UART接口技術(shù)、ISA接口技術(shù)和ADRC算法處理工藝。前三者經(jīng)由uC/OS完成，后三者為用戶(hù)經(jīng)由相對(duì)的編程軟件來(lái)獨(dú)立編寫(xiě)。原有機(jī)電控制系統(tǒng)主要應(yīng)用非線性PID與模糊控制PID等來(lái)呈現(xiàn)PID應(yīng)用范圍復(fù)雜化?，F(xiàn)階段，市場(chǎng)流行一種引入了自抗擾技術(shù)的現(xiàn)代電機(jī)控制理念。它主要經(jīng)由ADRC算法完成抗自擾化處理操作，并適當(dāng)改進(jìn)ADRC算法，通過(guò)變參思路實(shí)現(xiàn)模糊ADRC處理。經(jīng)由對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，此控制器可全面管控期望信號(hào)，還可在短期內(nèi)規(guī)避干擾信號(hào)的不良影響。

自從Linux系統(tǒng)問(wèn)世后，對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)程序研制也開(kāi)始著手，適宜的操作系統(tǒng)能夠?qū)ν鈬O(shè)備進(jìn)行支撐。當(dāng)前的嵌入式系統(tǒng)研究主要定位在驅(qū)動(dòng)程序探索內(nèi)容上，并利用可移植突出作為標(biāo)志。原有以Ⅵ等充當(dāng)主體開(kāi)發(fā)工具，以Linux文本編輯器為基本載體。當(dāng)著手設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序研制時(shí)，需堅(jiān)守下述的啟動(dòng)程序：硬件信息收集；訪問(wèn)方式落實(shí)，外圍設(shè)備利用中斷和查詢(xún)等提前約定好的通訊方式完成主體軟件訪問(wèn)工作。每一種方式均存在特定的應(yīng)用情況；面向目標(biāo)功能制定源代碼，進(jìn)而對(duì)驅(qū)動(dòng)程序?qū)嵤┸浖?qū)動(dòng)處理；編寫(xiě)、翻譯、調(diào)節(jié)、試驗(yàn)源代碼程序；基于內(nèi)核載入特定的驅(qū)動(dòng)程序；驅(qū)動(dòng)軟件真正加載前，應(yīng)嚴(yán)格檢查應(yīng)用軟件。

嵌入式系統(tǒng)形成于不同的軟件和硬件平臺(tái)，當(dāng)下嵌入式系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用，其和機(jī)動(dòng)控制一起發(fā)展。圍繞嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行深入研究與全面開(kāi)發(fā)具有巨大，可促進(jìn)工業(yè)化發(fā)展，同時(shí)，還能為日常生活提供更大的便利。綜合來(lái)說(shuō)，嵌入式系統(tǒng)的不斷應(yīng)用，會(huì)促使嵌入式系統(tǒng)越來(lái)越趨于規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。在未來(lái)發(fā)展過(guò)程，我們應(yīng)堅(jiān)守市場(chǎng)導(dǎo)向，有效把控市場(chǎng)動(dòng)態(tài)。