嵌入式系统工业控制中应
摘 ：工业控制嵌入式系统应重领域Linux 系统嵌入式系统开发力工具文利Linux系统具体实现嵌入式工业控制系统时讨实时系统研究系统中时支持种实时调度方法提供性
正文：嵌入式技术21世纪生命力新技术目前已广泛应社会生活方面嵌入式系统应开发计算机行业发展热点现嵌入式软件应开发领域：国防移动通信电子办公动化机车顶盒掌电脑手机软件工业控制信息家电等领域工业等部门智控制需求断增长嵌入式微处理器实时性运算速度扩充力系统性功耗集成度等方面提出更高求
1嵌入式系统工业控制网络
美国电气工程师协会（IEE）定义：嵌入式系统控制监视机器装置工厂等规模系统设备嵌入式系统通常具特性：
（1）通常执行特定功特定领域完成特定功专计算机系统
（2）嵌入式系统中硬件配置般根系统性指标确定附加调试接口外没余硬件设备般计算机周边器件构成核心规模范围变化嵌入式系统中软件硬件紧密结合
（3）严格时序稳定性求机器控制型系统中程序运行稍差错整系统失控制甚酿成灾害系统般进行交互动作求系统动运行稳定纠错力强运行
（4）具实时性工业控制应中数属程控制领域系统求必须具实时性求实时性嵌入式操作系统
（5）嵌入式系统开发般采宿机目标机模式某环境调试目标机器软件硬件目标机器离开开发环境独立运行
嵌入式系统应中心计算机技术基础软件硬件裁剪够适应应系统功性成体积功耗严格求专计算机系统操作系统功软件集成计算机硬件系统中具软件代码高度动化响应速度快等特点特适合求实时务体系
工业控制网络传感器执行机构显示数记录设备等组成监视控制电气设备系统工业控制系统特强调性实时性控制网络数通信引发物质量运动终目测量控制数通信特点：允许实时事件进行驱动通信具高数完整性
2系统实现
系统实现包括硬件实现软件实现
硬件实现 ：硬件中两串行通信接口采集设备远程数然ARM微处理器进行处理处理结果通太网接口分发设备10M太网接口设计考虑通性USB接口分两机接口设备接口LED调试程中显示数结果
软件实现
软件实现包括两方面系统核设备驱动程序
（1）首先编译 Kernel源代码：
编译核程中繁杂事情步配置工作配置程中部分选项缺省值部分需根户需选择选择原核部分关系较远常部分功代码编译成加载模块利减核长度减核消耗存简化该功相应环境改变时核影响需功选核关系紧密常部分功代码直接编译核中
（2）设备编写程序
Linux系统设备驱动程序完成工作：
① 硬件设备进行初始化释放
② 数传输数核传硬件设备者硬件设备传核读取应程序传送硬件设备数回送应程序请求数
③ 检测处理硬件设备出现错误异常
Linux系统设备驱动程序组成部分：
① 动配置初始化子程序
② 服务IO请求子程序
③ 中断服务子程序
根选择设备设备完成功分进行编写
3 实时性解决办法
实时控制系统实质程控制系统实时操作系统首先考虑系统实时性性实时处理系统指信息进行时处理
高实时性许工业控制网络基求目前Linux改造嵌入式实时系统方法两：方法Linux系统核进行改造方法 Linux 系统底层添加硬件抽象层目保证系统会首先执行优先级更高实时进程然优先级低普通进程防止普通进程断实时进程运行
文进程间通信方式调整进程抢占式调度两方面提出两种系统改造方式：
第进程间通信方式调整
抢占式核方法实现进程调度需采关中断信号量机制保护界区需提供进程间通信干实现方法
第二进程抢占式调度
实时系统调度必须满足条件：进程优先级通 API 指定调度器动选择执行高优先级进程调度固定时间周期里选择执行高优先级进程系统需提供满足求调度方法
4系统测试分析
保证系统正常运行理通前提测试必少
事嵌入式软件开发缺点：
(1) 入门起点较高技术定难度软硬件基础特操作系统级软件功底深适行
(2) 方面企业数量远少企业计算类企业特事嵌入式企业数量较(企业搞产品创业)知名公司较少(搞嵌入式公司 IntelMotorolaTIPhilipSamsungSonyFutjtumBellAlcatel意法半导体 Microtek研华华中兴通信广电等制造类企业)企业惯思维方式电子通信等偏硬专业找
(3)少数公司常硕士搞嵌入式基嵌入式难度数公司求验
学学嵌入式显然应偏重嵌入式软件特嵌入式操作系统方面应强项
嵌入式软件方面重课程包括：
(1) 嵌入式微处理器结构应：门嵌入式硬件基础课程说嵌入式软硬件结合技术搞嵌入式软件应ARM处理器工作原理接口技术充分解包括ARM汇编指令系统解处理器原理控制硬件工作写出节省存运行高速优代码(嵌入式软件设计特讲究时空效率)写出驱动程序(驱动程序硬件交道)？公司招聘嵌入式软件员时求熟悉ARM处理器学公司中事嵌入式软件开发公司会该设备硬件规格说明书 (xxx Specification)必须懂中存分布端口等基说明(x86汇编样)否设计软件学觉嵌入式处理器课程较枯燥硬件课程较抽象原学ARM汇编感兴趣嵌入式开发C语言足够实应仅汇编语言成程序设计语言学汇编掌握处理器工作原理熟悉汇编语言该处理器写出优C语言代码嵌入式开发关键部分时必须写汇编Bootloader等(包括BSP)特速度极高求场合(DSP处理器高速图采集图解压缩)目前会汇编写程序机会相C嵌入式公司工作时查描述原理手册时汇编描述硬件设计员会写者喜欢汇编描述时必须懂汇编程序否软硬件员法交流嵌入式职位招聘时求熟悉汇编
(2) 嵌入式操作系统类课程
WinCE实时性稍差外数嵌入式操作系统实时性强称实时操作系统Real TimeOperating System事嵌入式少须掌握嵌入式操作系统(然掌握两更)嵌入式技术中关键
目前重RTOS包括：第类传统典RTOS：便Vxworks操作系统Tornado开发台Vxworks出现稍早实时性强(说1ms响应外部事件请求)核极微(说8K)性较高等北美Vxworks占嵌入式系统半疆山特通信设备等实时性求较高系统中非Vxworks莫属Vxworks概念技术Linux类似C语言开发Bell alcatelLucent华等通信企业开发产品时VxworksVxworks价格高公司产品中起目前公司嵌入式Linux转(听说华目前正样转)Vxworks段长时间动摇Vxworks类似稍名实时操作系统pSOSQNXNucleus等RTOS
第二类嵌入式Linux操作系统：Linux前途作服务器操作系统外成功便嵌入式领域应原然免费开源支持软件呼拥者众样嵌入式产品成会低Linux身嵌入式设计操作系统微核实时性强
目前应嵌入式领域Linux系统两类：类专嵌入式设计已裁减Linux系统常uClinux(带MMU功)目前占较应份额ARM7跑类跑 ARM 9般Linux 2418核移植更Linux功(然uClinux更跑ARM 9)预测嵌入式Linux预计占嵌入式操作系统50份额非常重缺点熟悉Linux太少开发难度稍外目前发现教材学ucOSII教学实时操作系统ucOSII较简单开源非常适合入门者学实时操作系统原理ucOSII功限实较少况熟悉Linux开发仅嵌入式领域开发Linux应软件加深操作系统认识帮助谓举知目前IntelPhilip搞ARM+LINUX嵌入式开发Fujitum处理器搞Linux 开发目前嵌入式Linux领域方面特难找Linux移植某新型号开发版二写Linux驱动程序 三熟悉Linux 核裁减优化LINUX硬伤没WINDOWS样友方便美观交互界面然微软帝国早守住
第三类 Windows CE嵌入式操作系统：Microsoft准嵌入式巨市场MS永远厉害WinCE出年时间目前已占市场份额特PDA手机显示仪表等界面求较高者求快速开发场合WinCE目前已流行(说家卖工控机公司板子卖太客户裁减WinCE)WinCE目前42版(NET)开发台WinCE Platform Builder时EVC环境开发较层应WinCE开发家熟悉VC++环境院学Windows程序设计课程学会难度WinCE容易接受原开发环境方便快速微软强技术支持WinCE开发难度远低嵌入式Linux急完成想嵌入式Linux险开发场合WinCE合适(找嵌入式Linux没找)毕竟公司学生学样试试保证开发成功更重根侧重点 WinCE两特殊版MS PocketPC操作系统专PDA(掌电脑)MS SmartPhone操作系统智手机(带PDA功手机)两者属WinCE台PDA手机市场WinCE外著名PDA 嵌入式操作系统Palm OS(出现早名)Symbian等WinCE强劲击PalmSymbian日长？学学VC++学 WinCE非常方便然通学WinCE样解嵌入式软件般开发程Linux惧怕心理学合适显然嵌入式Linux 永远代WinCE谁占份额难讲毕竟更愿意接受MS台国政府力推LINUX已长时间PC机真正LINUX户？观察目前嵌入式台LINUX响WinCE实际更嵌入式LINUX更长远产品计划公司降低成进行长远考虑WinCE媒体(MPEG技术)微软亚洲工程院目前做较项目领域现社会需精通WinCE现WINCE智手机金山词霸WORDEXCELREGEDIT等居然 smartphone版PCMP3DOC等居然download时动转换成smartphone格式爽完全 Windows CE开发需程序download手机现市面销售PDA智手机火爆MS总财源滚滚
总结关嵌入式操作系统类课程觉功底较深钻研学嵌入式Linux觉VC++功底较想短快学嵌入式开发学WINCE非常选择
(3) 嵌入式开发相关领域
搞嵌入式熟悉嵌入式应领域样更受企业欢迎相关领域包括：
A数字图压缩技术：嵌入式重热门应领域应掌握MPEG编解码算法技术DVDMP3PDA高精电视机顶盒等涉MPEG高速解码问题
B通信协议编程技术：包括传统TCPIP协议热门线通信协议首先数嵌入式设备连入局域网Internet首先应掌握 TCPIP协议编程需首掌握基技术次线通信目前趋势掌握线通信协议编程重线通信协议包括线局域网通信协议80211系列Bluetooth移动通信(GPRSGSMCDMA等)
C网络信息安全技术：加密技术数字证书CA种网络安全设备包括硬件防火墙入侵检测IDS防毒墙IPS等中国方面没优势陈院长象正方面发展
D DSP技术：DSPDigital Signal Process数字信号处理意思DSP处理器通硬件实现数字信号处理算法高速数采集压缩解压缩通信等数字信号处理电子通信等硬件专业课程搞软件解目前DSP较缺果信号系统数字信号处理等课程基础学MPEG编解码原理会帮助
(4)嵌入式开发相关硬件基础
软件工程专业学生事嵌入式软件开发数字电路计算机组成原理嵌入式微处理器结构等硬件课程较重外汇编语言CC++ 数结构算法特操作系统等软件基础课十分重目懂硬件工作原理重点应嵌入式软件特操作系统级软件优势研究生里学电子通信类专业较模拟电路单片机基础学嵌入式非常合适
嵌入式身单片机发展单片机带OS现嵌入式应越越复杂引入嵌入式操作系统外追求更高速信号处理速度现速度求较高场合少公司DSP算法MPEG压缩解压缩算法等硬件实现涉HDL数字电路设计技术 FPGAIP核实现技术方面目前市场缺
参考文献
[1] 王保进种提高构件化嵌入式操作系统性方案微计算机信息20057
[2]田霖李正熙童南实时仿真嵌入式系统微计算机信息200513
[3] 班建民付保川等基嵌入式数库实时数采集方法微计算机信息200510
[4] 陈翌等 嵌入式软件开发技术 北京 国防工业出版社2003
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嵌入式系统工业控制中应
摘 ：工业控制嵌入式系统应重领域Linux 系统嵌入式系统开发力工具文利Linux系统具体实现嵌入式工业控制系统时讨实时系统研究系统中时支持种实时调度方法提供性
正文：嵌入式技术21世纪生命力新技术目前已广泛应社会生活方面嵌入式系统应开发计算机行业发展热点现嵌入式软件应开发领域：国防移动通信电子办公动化机车顶盒掌电脑手机软件工业控制信息家电等领域工业等部门智控制需求断增长嵌入式微处理器实时性运算速度扩充力系统性功耗集成度等方面提出更高求
1嵌入式系统工业控制网络
美国电气工程师协会（IEE）定义：嵌入式系统控制监视机器装置工厂等规模系统设备嵌入式系统通常具特性：
（1）通常执行特定功特定领域完成特定功专计算机系统
（2）嵌入式系统中硬件配置般根系统性指标确定附加调试接口外没余硬件设备般计算机周边器件构成核心规模范围变化嵌入式系统中软件硬件紧密结合
（3）严格时序稳定性求机器控制型系统中程序运行稍差错整系统失控制甚酿成灾害系统般进行交互动作求系统动运行稳定纠错力强运行
（4）具实时性工业控制应中数属程控制领域系统求必须具实时性求实时性嵌入式操作系统
（5）嵌入式系统开发般采宿机目标机模式某环境调试目标机器软件硬件目标机器离开开发环境独立运行
嵌入式系统应中心计算机技术基础软件硬件裁剪够适应应系统功性成体积功耗严格求专计算机系统操作系统功软件集成计算机硬件系统中具软件代码高度动化响应速度快等特点特适合求实时务体系
工业控制网络传感器执行机构显示数记录设备等组成监视控制电气设备系统工业控制系统特强调性实时性控制网络数通信引发物质量运动终目测量控制数通信特点：允许实时事件进行驱动通信具高数完整性
2系统实现
系统实现包括硬件实现软件实现
硬件实现 ：硬件中两串行通信接口采集设备远程数然ARM微处理器进行处理处理结果通太网接口分发设备10M太网接口设计考虑通性USB接口分两机接口设备接口LED调试程中显示数结果
软件实现
软件实现包括两方面系统核设备驱动程序
（1）首先编译 Kernel源代码：
编译核程中繁杂事情步配置工作配置程中部分选项缺省值部分需根户需选择选择原核部分关系较远常部分功代码编译成加载模块利减核长度减核消耗存简化该功相应环境改变时核影响需功选核关系紧密常部分功代码直接编译核中
（2）设备编写程序
Linux系统设备驱动程序完成工作：
① 硬件设备进行初始化释放
② 数传输数核传硬件设备者硬件设备传核读取应程序传送硬件设备数回送应程序请求数
③ 检测处理硬件设备出现错误异常
Linux系统设备驱动程序组成部分：
① 动配置初始化子程序
② 服务IO请求子程序
③ 中断服务子程序
根选择设备设备完成功分进行编写
3 实时性解决办法
实时控制系统实质程控制系统实时操作系统首先考虑系统实时性性实时处理系统指信息进行时处理
高实时性许工业控制网络基求目前Linux改造嵌入式实时系统方法两：方法Linux系统核进行改造方法 Linux 系统底层添加硬件抽象层目保证系统会首先执行优先级更高实时进程然优先级低普通进程防止普通进程断实时进程运行
文进程间通信方式调整进程抢占式调度两方面提出两种系统改造方式：
第进程间通信方式调整
抢占式核方法实现进程调度需采关中断信号量机制保护界区需提供进程间通信干实现方法
第二进程抢占式调度
实时系统调度必须满足条件：进程优先级通 API 指定调度器动选择执行高优先级进程调度固定时间周期里选择执行高优先级进程系统需提供满足求调度方法
4系统测试分析
保证系统正常运行理通前提测试必少
事嵌入式软件开发缺点：
(1) 入门起点较高技术定难度软硬件基础特操作系统级软件功底深适行
(2) 方面企业数量远少企业计算类企业特事嵌入式企业数量较(企业搞产品创业)知名公司较少(搞嵌入式公司 IntelMotorolaTIPhilipSamsungSonyFutjtumBellAlcatel意法半导体 Microtek研华华中兴通信广电等制造类企业)企业惯思维方式电子通信等偏硬专业找
(3)少数公司常硕士搞嵌入式基嵌入式难度数公司求验
学学嵌入式显然应偏重嵌入式软件特嵌入式操作系统方面应强项
嵌入式软件方面重课程包括：
(1) 嵌入式微处理器结构应：门嵌入式硬件基础课程说嵌入式软硬件结合技术搞嵌入式软件应ARM处理器工作原理接口技术充分解包括ARM汇编指令系统解处理器原理控制硬件工作写出节省存运行高速优代码(嵌入式软件设计特讲究时空效率)写出驱动程序(驱动程序硬件交道)？公司招聘嵌入式软件员时求熟悉ARM处理器学公司中事嵌入式软件开发公司会该设备硬件规格说明书 (xxx Specification)必须懂中存分布端口等基说明(x86汇编样)否设计软件学觉嵌入式处理器课程较枯燥硬件课程较抽象原学ARM汇编感兴趣嵌入式开发C语言足够实应仅汇编语言成程序设计语言学汇编掌握处理器工作原理熟悉汇编语言该处理器写出优C语言代码嵌入式开发关键部分时必须写汇编Bootloader等(包括BSP)特速度极高求场合(DSP处理器高速图采集图解压缩)目前会汇编写程序机会相C嵌入式公司工作时查描述原理手册时汇编描述硬件设计员会写者喜欢汇编描述时必须懂汇编程序否软硬件员法交流嵌入式职位招聘时求熟悉汇编
(2) 嵌入式操作系统类课程
WinCE实时性稍差外数嵌入式操作系统实时性强称实时操作系统Real TimeOperating System事嵌入式少须掌握嵌入式操作系统(然掌握两更)嵌入式技术中关键
目前重RTOS包括：第类传统典RTOS：便Vxworks操作系统Tornado开发台Vxworks出现稍早实时性强(说1ms响应外部事件请求)核极微(说8K)性较高等北美Vxworks占嵌入式系统半疆山特通信设备等实时性求较高系统中非Vxworks莫属Vxworks概念技术Linux类似C语言开发Bell alcatelLucent华等通信企业开发产品时VxworksVxworks价格高公司产品中起目前公司嵌入式Linux转(听说华目前正样转)Vxworks段长时间动摇Vxworks类似稍名实时操作系统pSOSQNXNucleus等RTOS
第二类嵌入式Linux操作系统：Linux前途作服务器操作系统外成功便嵌入式领域应原然免费开源支持软件呼拥者众样嵌入式产品成会低Linux身嵌入式设计操作系统微核实时性强
目前应嵌入式领域Linux系统两类：类专嵌入式设计已裁减Linux系统常uClinux(带MMU功)目前占较应份额ARM7跑类跑 ARM 9般Linux 2418核移植更Linux功(然uClinux更跑ARM 9)预测嵌入式Linux预计占嵌入式操作系统50份额非常重缺点熟悉Linux太少开发难度稍外目前发现教材学ucOSII教学实时操作系统ucOSII较简单开源非常适合入门者学实时操作系统原理ucOSII功限实较少况熟悉Linux开发仅嵌入式领域开发Linux应软件加深操作系统认识帮助谓举知目前IntelPhilip搞ARM+LINUX嵌入式开发Fujitum处理器搞Linux 开发目前嵌入式Linux领域方面特难找Linux移植某新型号开发版二写Linux驱动程序 三熟悉Linux 核裁减优化LINUX硬伤没WINDOWS样友方便美观交互界面然微软帝国早守住
第三类 Windows CE嵌入式操作系统：Microsoft准嵌入式巨市场MS永远厉害WinCE出年时间目前已占市场份额特PDA手机显示仪表等界面求较高者求快速开发场合WinCE目前已流行(说家卖工控机公司板子卖太客户裁减WinCE)WinCE目前42版(NET)开发台WinCE Platform Builder时EVC环境开发较层应WinCE开发家熟悉VC++环境院学Windows程序设计课程学会难度WinCE容易接受原开发环境方便快速微软强技术支持WinCE开发难度远低嵌入式Linux急完成想嵌入式Linux险开发场合WinCE合适(找嵌入式Linux没找)毕竟公司学生学样试试保证开发成功更重根侧重点 WinCE两特殊版MS PocketPC操作系统专PDA(掌电脑)MS SmartPhone操作系统智手机(带PDA功手机)两者属WinCE台PDA手机市场WinCE外著名PDA 嵌入式操作系统Palm OS(出现早名)Symbian等WinCE强劲击PalmSymbian日长？学学VC++学 WinCE非常方便然通学WinCE样解嵌入式软件般开发程Linux惧怕心理学合适显然嵌入式Linux 永远代WinCE谁占份额难讲毕竟更愿意接受MS台国政府力推LINUX已长时间PC机真正LINUX户？观察目前嵌入式台LINUX响WinCE实际更嵌入式LINUX更长远产品计划公司降低成进行长远考虑WinCE媒体(MPEG技术)微软亚洲工程院目前做较项目领域现社会需精通WinCE现WINCE智手机金山词霸WORDEXCELREGEDIT等居然 smartphone版PCMP3DOC等居然download时动转换成smartphone格式爽完全 Windows CE开发需程序download手机现市面销售PDA智手机火爆MS总财源滚滚
总结关嵌入式操作系统类课程觉功底较深钻研学嵌入式Linux觉VC++功底较想短快学嵌入式开发学WINCE非常选择
(3) 嵌入式开发相关领域
搞嵌入式熟悉嵌入式应领域样更受企业欢迎相关领域包括：
A数字图压缩技术：嵌入式重热门应领域应掌握MPEG编解码算法技术DVDMP3PDA高精电视机顶盒等涉MPEG高速解码问题
B通信协议编程技术：包括传统TCPIP协议热门线通信协议首先数嵌入式设备连入局域网Internet首先应掌握 TCPIP协议编程需首掌握基技术次线通信目前趋势掌握线通信协议编程重线通信协议包括线局域网通信协议80211系列Bluetooth移动通信(GPRSGSMCDMA等)
C网络信息安全技术：加密技术数字证书CA种网络安全设备包括硬件防火墙入侵检测IDS防毒墙IPS等中国方面没优势陈院长象正方面发展
D DSP技术：DSPDigital Signal Process数字信号处理意思DSP处理器通硬件实现数字信号处理算法高速数采集压缩解压缩通信等数字信号处理电子通信等硬件专业课程搞软件解目前DSP较缺果信号系统数字信号处理等课程基础学MPEG编解码原理会帮助
(4)嵌入式开发相关硬件基础
软件工程专业学生事嵌入式软件开发数字电路计算机组成原理嵌入式微处理器结构等硬件课程较重外汇编语言CC++ 数结构算法特操作系统等软件基础课十分重目懂硬件工作原理重点应嵌入式软件特操作系统级软件优势研究生里学电子通信类专业较模拟电路单片机基础学嵌入式非常合适
嵌入式身单片机发展单片机带OS现嵌入式应越越复杂引入嵌入式操作系统外追求更高速信号处理速度现速度求较高场合少公司DSP算法MPEG压缩解压缩算法等硬件实现涉HDL数字电路设计技术 FPGAIP核实现技术方面目前市场缺
参考文献
[1] 王保进种提高构件化嵌入式操作系统性方案微计算机信息20057
[2]田霖李正熙童南实时仿真嵌入式系统微计算机信息200513
[3] 班建民付保川等基嵌入式数库实时数采集方法微计算机信息200510
[4] 陈翌等 嵌入式软件开发技术 北京 国防工业出版社2003
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