導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇嵌入式產(chǎn)品設(shè)計(jì)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關(guān)鍵詞】嵌入式產(chǎn)品制作實(shí)踐；目標(biāo)定位；教學(xué)理念；模式方法

一、嵌入式產(chǎn)品制作實(shí)踐課程目標(biāo)與定位

通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，學(xué)生能夠掌握嵌入式產(chǎn)品的制作工藝，能夠具備制作出合乎要求、完成指定動(dòng)作的產(chǎn)品模型的能力，并能夠掌握模型動(dòng)作的程序設(shè)計(jì)思路，為更深入的產(chǎn)品制作設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)打下基礎(chǔ)。

1.課程目標(biāo)

（1）知識(shí)目標(biāo)

掌握Keil C程序軟件的應(yīng)用與設(shè)置；掌握產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作基本原則；掌握不同材料的選用方法；熟悉匯編和C51編程方法；掌握參數(shù)配置處理方法。

（2）能力目標(biāo)

能夠靈活運(yùn)用C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)與其它工具軟件；能夠結(jié)合產(chǎn)品制作要求繪制建模圖；能夠應(yīng)用產(chǎn)品要求搭建硬件平臺(tái)與電路測(cè)試；能夠利用程序設(shè)計(jì)進(jìn)行動(dòng)作處理。

（3）素質(zhì)目標(biāo)

培養(yǎng)溝通能力；培養(yǎng)自學(xué)與鉆研能力；培養(yǎng)環(huán)保、節(jié)約意識(shí)；鍛煉團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)能力；鍛煉實(shí)踐動(dòng)手操作能力。

2.課程定位

本課程是電子信息學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)人才培養(yǎng)方案嵌入式技術(shù)應(yīng)用方向一門(mén)重要的專業(yè)技術(shù)課，課程開(kāi)設(shè)的目的是作為嵌入式技術(shù)應(yīng)用專業(yè)方向?qū)W生所學(xué)知識(shí)與技能的綜合應(yīng)用能力，并通過(guò)產(chǎn)品的功能進(jìn)行直觀展示。其前應(yīng)學(xué)習(xí)的課程有：電工電子技術(shù)、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用、嵌入式操作系統(tǒng)UC/OS、Linux、Windows CE嵌入式操作系統(tǒng)。

二、課程設(shè)計(jì)理念

本課程的任務(wù)是要讓學(xué)習(xí)過(guò)嵌入式技術(shù)應(yīng)用的學(xué)生都能夠以教育機(jī)器人制作為工程對(duì)象，讓他們?cè)陂_(kāi)發(fā)自己的教育機(jī)器人過(guò)程中學(xué)習(xí)和掌握單片機(jī)的基本原理與應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)技能，用C51編程實(shí)現(xiàn)機(jī)器人基本智能的展示，教學(xué)和學(xué)習(xí)過(guò)程充滿挑戰(zhàn)和興趣，大大提高學(xué)習(xí)效率，同時(shí)在學(xué)習(xí)和實(shí)踐的過(guò)程中，還可以培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)世界觀和方法論。

1.關(guān)注學(xué)生的素質(zhì)發(fā)展，著力提高學(xué)生的多元素養(yǎng)。

2.注重學(xué)生創(chuàng)造潛能的開(kāi)發(fā)，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

3.立足科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)的視野，加強(qiáng)人文素養(yǎng)的教育。

4.緊密聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際，努力反映先進(jìn)技術(shù)。

5.豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，倡導(dǎo)學(xué)習(xí)方式的多樣化。

三、嵌入式產(chǎn)品制作實(shí)踐課程教學(xué)內(nèi)容：

1.教學(xué)內(nèi)容選取依據(jù)

采取了“以項(xiàng)目引導(dǎo)學(xué)習(xí)過(guò)程”的結(jié)構(gòu)形式，注重培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的嵌入式產(chǎn)品制作和面向應(yīng)用的編程能力。在內(nèi)容安排上，以簡(jiǎn)易機(jī)器人制作項(xiàng)目作為主線，貫穿了全部學(xué)習(xí)內(nèi)容，使教學(xué)目標(biāo)明確、脈絡(luò)清晰，同時(shí)也使同學(xué)們能體會(huì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作的全過(guò)程，加深對(duì)“技術(shù)與設(shè)計(jì)”的思想和方法的理解。

貫穿教學(xué)過(guò)程的“探究嘗試”、“實(shí)踐活動(dòng)”、“活動(dòng)延伸”與理論知識(shí)有機(jī)地融為一體，完美地體現(xiàn)了“師生互動(dòng)”、“在探究中學(xué)習(xí)”的教學(xué)理念，特別有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和開(kāi)發(fā)其創(chuàng)造潛能。

2.教學(xué)具體內(nèi)容安排

C51單片機(jī)程序下載與測(cè)試，輸出接口與伺服電機(jī)控制，巡航控制，I/O接口與機(jī)器人觸覺(jué)導(dǎo)航，51 I/O接口與紅外線導(dǎo)航，機(jī)器人的距離檢測(cè)，機(jī)器人中UART的應(yīng)用，LCD應(yīng)用編程與產(chǎn)品集成技術(shù)，多傳感器智能機(jī)器人的設(shè)計(jì)。

四、嵌入式產(chǎn)品制作實(shí)踐教學(xué)模式與方法

1.教材編寫(xiě)

建議選用教育部高等學(xué)?！笆晃濉币?guī)劃教材，同時(shí)也可以由一線教師與行業(yè)專家依據(jù)本課程標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)教材，基本要求為：

（1）教材依據(jù)本課程內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)教材，將知識(shí)學(xué)習(xí)與能力培養(yǎng)緊密結(jié)合。

（2）教材以體現(xiàn)訓(xùn)練項(xiàng)目導(dǎo)入、工作任務(wù)目標(biāo)達(dá)成，為課程設(shè)計(jì)主體思想。

（3）教材內(nèi)容注重能力培養(yǎng)，并體現(xiàn)任務(wù)驅(qū)動(dòng)，要以學(xué)生為教學(xué)主體，靈活多樣設(shè)計(jì)任務(wù)，創(chuàng)立真實(shí)情境，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察、調(diào)研、創(chuàng)意、制作等活動(dòng)。著重培養(yǎng)學(xué)生的分析判斷與表現(xiàn)能力，為學(xué)生完整地再現(xiàn)基于機(jī)器人工程對(duì)象的實(shí)踐展開(kāi)制作。

（4）教材編寫(xiě)的體例和呈現(xiàn)方式盡量考慮崗位需求和學(xué)生的認(rèn)知水平，強(qiáng)調(diào)實(shí)用和夠用原則，以方便教學(xué)。

（5）教材應(yīng)圖文并茂，引用圖片清晰精美，文字語(yǔ)言深入淺出。

（6）教材內(nèi)容貫徹與時(shí)俱進(jìn)的原則，借鑒國(guó)內(nèi)外最新的研究成果，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容。案例設(shè)計(jì)注意典型性、時(shí)代性與可操作性。

2.教學(xué)模式

遵循“工學(xué)結(jié)合、行動(dòng)導(dǎo)向”及“教、學(xué)、做”一體化模式，在教學(xué)過(guò)程中將教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)資源、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)方式、教學(xué)進(jìn)程重新進(jìn)行有機(jī)的整合和序化。通過(guò)第二課堂的鍛煉，培養(yǎng)學(xué)生利用機(jī)器人操作及維護(hù)資料和設(shè)備對(duì)機(jī)器人進(jìn)行操作調(diào)試的能力、利用所學(xué)知識(shí)。通過(guò)第二課堂的鍛煉，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力。

3.教學(xué)方法

實(shí)行任務(wù)導(dǎo)入、項(xiàng)目工作的新型教育模式，采用以啟發(fā)式、案例分析、實(shí)例制作為主體的教學(xué)方法。選擇目標(biāo)明確、現(xiàn)實(shí)可行、有教育意義和典型性的工作任務(wù)為載體，在完成工作任務(wù)的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)能力培養(yǎng)目標(biāo)。加強(qiáng)與深圳歐鵬等企業(yè)合作，以項(xiàng)目和工作任務(wù)為導(dǎo)向設(shè)計(jì)課程內(nèi)容，強(qiáng)化學(xué)校與企業(yè)的互動(dòng)，通過(guò)對(duì)接加強(qiáng)與企業(yè)的溝通與協(xié)作，努力為學(xué)生在企業(yè)展示自我、施展才干搭建平臺(tái)，增強(qiáng)校企合作、共生共贏的依存和關(guān)聯(lián)度。

4.教學(xué)手段

采取項(xiàng)目教學(xué)，以工作任務(wù)為出發(fā)點(diǎn)來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)過(guò)程中要注重創(chuàng)設(shè)教育情境，采取“教學(xué)做”一體化的教學(xué)模式，要充分利用掛圖、投影、多媒體等現(xiàn)代化手段。

5.課程資源的開(kāi)發(fā)與利用

課程資源是指依據(jù)課程性質(zhì)開(kāi)發(fā)的各種教學(xué)材料以及本課程可以利用的各種教學(xué)資源、工具和場(chǎng)所，它主要包括：（1）主輔教材、教學(xué)PPT、案例分析；（2）優(yōu)秀產(chǎn)品模型設(shè)計(jì)案例庫(kù)（優(yōu)秀學(xué)生作品、優(yōu)秀案例等）。

篇2

關(guān)鍵詞：安全處理器；防入侵；安全性；嵌入式系統(tǒng)

新聞總是樂(lè)于報(bào)道安全系統(tǒng)遭到攻擊的事件：操作系統(tǒng)漏洞、非法入侵政府網(wǎng)絡(luò)、筆記本電腦的信用卡帳戶信息被竊等等。安全性不僅僅涉及到筆記本電腦和服務(wù)器，嵌入式領(lǐng)域也越來(lái)越關(guān)注安全性問(wèn)題，例如交通燈、家庭安全系統(tǒng)、煙霧探測(cè)器、ATM、收銀機(jī)等，由此看來(lái)，風(fēng)險(xiǎn)無(wú)處不在。

嵌入式系統(tǒng)需要安全保護(hù)的原因有多種，某些應(yīng)用中，政府部門(mén)需要對(duì)敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，例如：病歷、信用卡信息等。有時(shí)還會(huì)對(duì)銷售流程進(jìn)行安全保護(hù)，例如，公司可能以低于成本價(jià)出售打印機(jī)，通過(guò)打印機(jī)耗材的高利潤(rùn)進(jìn)行補(bǔ)償。利用安全技術(shù)可以鑒別耗材的真?zhèn)危苊馐褂玫谌降募倜爱a(chǎn)品。某些情況下，安全技術(shù)被用來(lái)保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，嵌入式設(shè)備中可能包含極具創(chuàng)新的算法，制成成品后，為了保護(hù)來(lái)之不易的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，需要增加安全性，以防止盜版。

安全性設(shè)計(jì)是一個(gè)折中的過(guò)程－理想的安全產(chǎn)品設(shè)計(jì)將耗資無(wú)限，而不具備安全保護(hù)的設(shè)計(jì)則不需要任何安全功能的花費(fèi)。每種特定應(yīng)用都必須確定所要求的安全等級(jí)，具體了解安全系統(tǒng)需要保護(hù)什么?

加密安全嗎?

選擇合適的加密工具對(duì)于通訊架構(gòu)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，應(yīng)選擇公共算法，應(yīng)用較為普遍的算法包括：DES、RSA或DSA。許多人認(rèn)為選擇一個(gè)模糊的私有算法會(huì)更安全，實(shí)際情況并非如此，公開(kāi)算法已經(jīng)經(jīng)過(guò)學(xué)術(shù)界、政府機(jī)構(gòu)和業(yè)內(nèi)專家的評(píng)估。私有算法看起來(lái)安全，而且也經(jīng)過(guò)一位收取一定費(fèi)用的專家的評(píng)審，但是，如何保證事物背后的安全性，如何保證評(píng)審人員的可信度?另外，私有算法還可能需要支付許可權(quán)費(fèi)用、版權(quán)費(fèi)用等，限制今后的選擇權(quán)。

盡管加密技術(shù)對(duì)于嵌入式系統(tǒng)的安全性來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，但這只是一個(gè)方面。假設(shè)現(xiàn)實(shí)世界場(chǎng)景中，兩個(gè)人通過(guò)相互傳遞編碼信息進(jìn)行交流。攻擊者可能竊取此信息，如果信息編碼所采用的加密技術(shù)可靠，這種攻擊將是無(wú)效的。有膽量的攻擊者可能會(huì)直接對(duì)人進(jìn)行攻擊。與破解加密信息相比，強(qiáng)迫參與者泄漏通訊密碼會(huì)更加容易。

這個(gè)例子對(duì)于嵌入式應(yīng)用非常形象，例如ATM與銀行之間的加密通信。試圖破譯傳輸線上的加密PIN數(shù)據(jù)幾乎是不可能的，有些攻擊者可能認(rèn)為攻擊ATM機(jī)更有效。攻擊者可能會(huì)在夜深人靜時(shí)打開(kāi)ATM。在一系列攻擊后獲取ATM與銀行通信的密鑰。然后，攻擊者將ATM恢復(fù)原位后離開(kāi)。這種情況下，對(duì)傳輸線的監(jiān)測(cè)使攻擊人員獲取了密鑰，可以解密所有帳號(hào)和PIN數(shù)據(jù)。

值得慶幸的是，目前的ATM具備強(qiáng)大的物理層和邏輯安全技術(shù)的保護(hù)。當(dāng)然，上述例子也提出了以下幾個(gè)安全性問(wèn)題：

?加密技術(shù)只提供一層保護(hù)，不能完全阻止攻擊者的行為。

?貯存在ATM機(jī)中最有價(jià)值的東西是密鑰，而非賬號(hào)、PIN數(shù)據(jù)或現(xiàn)金。

?一個(gè)安全的嵌入式設(shè)備必須在遭受攻擊時(shí)有所反應(yīng)，擦除有價(jià)值的密鑰。

對(duì)嵌入式系統(tǒng)的攻擊

攻擊者通過(guò)什么途徑得到ATM的密鑰呢?

攻擊著可能從最簡(jiǎn)單的操作開(kāi)始，假如密鑰存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)器，攻擊者只需簡(jiǎn)單地訪問(wèn)地址和數(shù)據(jù)總線竊取密鑰。即使密鑰沒(méi)有連續(xù)存放在存儲(chǔ)器內(nèi)，攻擊者仍然可以破解外部代碼，確定哪個(gè)存儲(chǔ)器包含有密碼。引導(dǎo)裝入、調(diào)試和測(cè)量狀態(tài)下都是遭受簡(jiǎn)單攻擊的薄弱環(huán)節(jié)。這些工作狀態(tài)通常允許對(duì)微處理器內(nèi)存和寄存器讀/寫(xiě)操作。即使這些狀態(tài)的文件不公開(kāi)，對(duì)于有著廣泛社交經(jīng)驗(yàn)的工程師來(lái)說(shuō)，通過(guò)微處理器廠商的雇員來(lái)獲取這些信息也是輕而易舉的事情。

嘗試了簡(jiǎn)單的攻擊手段后，如果沒(méi)有達(dá)到目的的話，攻擊者還會(huì)采取更為詭異的手段。從簡(jiǎn)單的時(shí)序和功率分析中觀察加密操作的時(shí)序和功率消耗。對(duì)于設(shè)計(jì)不理想的加密過(guò)程可能會(huì)在處理密鑰1時(shí)比處理O時(shí)消耗更多的時(shí)間和功率，這為攻擊者提供了足夠的信息，使其推算出密鑰。如果這種簡(jiǎn)單的分析手段不起作用，攻擊者便會(huì)使用差分能量分析(DPA)技術(shù)。差分能量分析是一種統(tǒng)計(jì)攻擊方法，通過(guò)采集上千次運(yùn)行時(shí)的能量損耗數(shù)據(jù)，最終，從功率脈沖信號(hào)中獲取密碼。雖然這種方法耗時(shí)，但可以自動(dòng)操作。此外，攻擊者還可能采用故障注入攻擊，使微處理器運(yùn)行在工作范圍以外的條件下，從而產(chǎn)生故障信息，導(dǎo)致密碼泄漏。攻擊者也可能試圖拆除微處理器的塑料封裝，用微探針?lè)治雒艽a數(shù)據(jù)。內(nèi)存具有規(guī)則的結(jié)構(gòu)，很容易在硅片中識(shí)別出來(lái)，利用微探針設(shè)備可以很容易地對(duì)此操作。

面對(duì)上述種種攻擊，工程師必須采取適當(dāng)?shù)拇胧榍度胧较到y(tǒng)提供有效防護(hù)。

防攻擊措施

在高安全性應(yīng)用中需要具有唯一的質(zhì)詢，單一品牌的處理器。安全微處理器，例如Dallas Semiconductor的DS5250，能夠滿足最高安全級(jí)別的設(shè)計(jì)需求。

優(yōu)秀的安全處理器非常注重密鑰保護(hù)，使用非易失電池備份SRAM儲(chǔ)存敏感信息。這種SRAM應(yīng)該采用定制的可歸零或瞬間擦除的存儲(chǔ)器，一旦檢測(cè)到篡改操作時(shí)即刻擦除存儲(chǔ)器內(nèi)容。利用連續(xù)工作的傳感器或有電池供電的時(shí)鐘檢測(cè)篡改事件(例如溫度攻擊、電壓攻擊或微探針攻擊)。這種安全監(jiān)測(cè)可以確保攻擊者利用外部時(shí)鐘控制時(shí)無(wú)法阻止清零過(guò)程。使用片上存儲(chǔ)器，攻擊者無(wú)法竊取器件內(nèi)部傳輸?shù)拿荑€。另外，假如對(duì)器件實(shí)施物理攻擊，密鑰會(huì)被立刻擦除。

為了確保攻擊者無(wú)法控制內(nèi)存總線、插入可能竊取密鑰的指令，安全處理器對(duì)外部存儲(chǔ)器總線進(jìn)行加密，并對(duì)程序存儲(chǔ)器提供完整性監(jiān)測(cè)，密鑰隨機(jī)產(chǎn)生，每個(gè)器件不同，這種加密方法確保攻擊者無(wú)法復(fù)制或竊取產(chǎn)品設(shè)計(jì)，提供有效的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。假如攻擊者試圖插入隨機(jī)指令，完整性檢查就會(huì)報(bào)告檢測(cè)錯(cuò)誤，認(rèn)為偵測(cè)到篡改事件。

安全處理器同樣配備了硬件加密加速器，可以在納秒級(jí)(而不是毫秒級(jí))時(shí)間內(nèi)執(zhí)行三DES算法。另外，硬件加速器設(shè)計(jì)運(yùn)行在固定數(shù)量的時(shí)鐘周期，不管密鑰內(nèi)容如何，都會(huì)消耗同樣的能量。隨機(jī)數(shù)生成器也能夠把一系列虛假的執(zhí)行周期添加到加密算法的頭部和尾部，禁止功率時(shí)序分析。

篇3

關(guān)鍵詞 嵌入式系統(tǒng) 嵌入式CPU 嵌入式操作系統(tǒng) 消費(fèi)類電子產(chǎn)品

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

嵌入式計(jì)算系統(tǒng)在一般情況下不運(yùn)用在通用計(jì)算機(jī)，我們通常所說(shuō)的固件就是在運(yùn)行中固化的軟件，用戶最終是很難或者根本不可能改變固件，操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件集成到計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)中，形成系統(tǒng)的應(yīng)用軟件和系統(tǒng)硬件集成。嵌入式系統(tǒng)軟件具有代碼少，高度自動(dòng)化，響應(yīng)快等特點(diǎn)，特別是適合于實(shí)時(shí)和多任務(wù)處理的情況下。相比與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)的低功耗，高可靠性，功能強(qiáng)大，性能價(jià)格比高，實(shí)時(shí)，多任務(wù)處理，占用空間小，效率高，應(yīng)用程序特定，可靈活定制就非常占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

1 嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

就目前而言，中國(guó)嵌入式系統(tǒng)市場(chǎng)進(jìn)入快速增長(zhǎng)期。在過(guò)去幾年和未來(lái)幾年，為幾乎所有的電子設(shè)備的嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展注入了新的活力，由速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)趨勢(shì)和微處理器以廉價(jià)的形式出現(xiàn)使嵌入式系統(tǒng)在我們?nèi)粘５纳钪行纬梢粋€(gè)更大的應(yīng)用領(lǐng)域。中國(guó)嵌入式系統(tǒng)的主要客戶集中在消費(fèi)電子，通信，醫(yī)療，安防等行業(yè)。中國(guó)目前的嵌入式系統(tǒng)市場(chǎng)，幾大熱點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域包括：汽車(chē)和電力系統(tǒng)的電源管理，高清晰度數(shù)字電視和數(shù)字機(jī)頂盒，智能手機(jī)與智能工業(yè)設(shè)備，終端和聯(lián)網(wǎng)能力。嵌入式工業(yè)設(shè)備將融入更多的智能功能，如通信和網(wǎng)絡(luò)，并在汽車(chē)電子市場(chǎng)，醫(yī)療電子市場(chǎng)，機(jī)械和電子產(chǎn)品市場(chǎng)，視頻電子市場(chǎng)和數(shù)碼電子產(chǎn)品市場(chǎng)已越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

1.1 消費(fèi)類電子產(chǎn)品

環(huán)球資源2004年聯(lián)合研究，這項(xiàng)報(bào)告顯示，在亞太地區(qū)的嵌入式系統(tǒng)最迫切的需求行業(yè)是消費(fèi)電子行業(yè)。近年來(lái)FPGA技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用程序和嵌入式消費(fèi)類電子產(chǎn)品。全球數(shù)字和高清晰度廣播和電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)，游戲和多媒體娛樂(lè)系統(tǒng)，液晶和等離子顯示技術(shù)，家庭DVR和DVD-W技術(shù)，汽車(chē)駕駛室?jiàn)蕵?lè)系統(tǒng)和GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，信息，通信和安全系統(tǒng)及其他持續(xù)上升的需求和應(yīng)用，標(biāo)志著前者在消費(fèi)類電子產(chǎn)品是普遍深入人們的生活。

1.2 汽車(chē)和動(dòng)力系統(tǒng)，智能電源管理技術(shù)

隨著搭載CPU的汽車(chē)電子設(shè)備要求電源電壓變得更加多樣化，需要更低的電壓和更強(qiáng)大的功能，電源管理也變得越來(lái)越重要，電源管理的要求也在不斷變化。汽車(chē)電子設(shè)備變得更大，屏幕分辨率變高，但在同一時(shí)間，其規(guī)模要小得多。所有這些新的應(yīng)用程序?qū)⑿枰呒啥?，高性能，高效率的電源管理。?chē)載電源延長(zhǎng)便攜式設(shè)備的電池壽命，它也需要設(shè)法消除自動(dòng)開(kāi)關(guān)電源敏感電路的干擾。電力系統(tǒng)，變電站點(diǎn)多面廣，以及減員增效適應(yīng)現(xiàn)代管理要求的，有很大一部分的無(wú)人值守變電站，同時(shí)也為基于嵌入式Web服務(wù)器的配置管理技術(shù)的設(shè)備提供了良好的條件。可以大大減少勞動(dòng)力，設(shè)備運(yùn)行，設(shè)備管理，及時(shí)了解變電站運(yùn)行信息，設(shè)備故障的處理也更迅速和有效。隨著國(guó)家電網(wǎng)的發(fā)展，基于嵌入式Web服務(wù)器設(shè)備的維護(hù)比基于傳統(tǒng)的撥號(hào)遠(yuǎn)程維護(hù)方法更有利。

1.3 工業(yè)控制嵌入式設(shè)備

全球各行業(yè)各領(lǐng)域迅速發(fā)展時(shí)，在中國(guó)工業(yè)控制領(lǐng)域，醫(yī)療電子市場(chǎng)，與國(guó)民生產(chǎn)總值，機(jī)械和電子產(chǎn)品市場(chǎng)，視頻和數(shù)碼電子產(chǎn)品市場(chǎng)的電子產(chǎn)品市場(chǎng)，航空航天，運(yùn)輸相關(guān)的嵌入式應(yīng)用程序也快速增長(zhǎng)起來(lái)。近年來(lái)，嵌入式網(wǎng)絡(luò)解決方案，已經(jīng)發(fā)生了重大的變化：首先是小設(shè)備，如手持式掃描儀；其次是具有更高的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度和便攜無(wú)線功能要求；需求再度降低功耗；最后需要進(jìn)行數(shù)據(jù)安全和加密。

2 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

（1）根據(jù)行業(yè)和領(lǐng)域不同的發(fā)展階段來(lái)看，嵌入式應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)時(shí)需要對(duì)此進(jìn)行配套相同能力的開(kāi)發(fā)工具和操作系統(tǒng)支持。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日趨成熟，隨著帶寬的增加，ICP和ASP提供的信息內(nèi)容在互聯(lián)網(wǎng)上越來(lái)越豐富，形式多樣的應(yīng)用項(xiàng)目。在為了滿足應(yīng)用程序升級(jí)功能，設(shè)計(jì)師不僅需要越發(fā)強(qiáng)大的嵌入式處理器，如32，64R工人SC芯片或信號(hào)處理器DSP增強(qiáng)處理能力；還需要采用實(shí)時(shí)多任務(wù)編程技術(shù)和交叉開(kāi)發(fā)工具技術(shù)來(lái)控制嵌入式系統(tǒng)功能的復(fù)雜性，從而達(dá)到簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)應(yīng)用程序，以此來(lái)確保軟件的質(zhì)量和縮短軟件的開(kāi)發(fā)周期。

（2）網(wǎng)絡(luò)發(fā)展已經(jīng)成為一個(gè)必然的趨勢(shì)，以滿足嵌入式的分布式處理架構(gòu)和應(yīng)用程序的訪問(wèn)，在二十一世紀(jì)的需要配備標(biāo)準(zhǔn)要求的嵌入式系統(tǒng)中，一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信接口。外部網(wǎng)絡(luò)的要求，配備必要的通信接口，相應(yīng)的需要TCP/IP協(xié)議套件的軟件支持，還需要提供相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件和物理層驅(qū)動(dòng)軟件的嵌入式設(shè)備。

（3）嵌入式產(chǎn)品設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到嵌入式系統(tǒng)支持小型電子設(shè)備體積小，微功耗，成本低等性能，內(nèi)存容量的限制和復(fù)用接口芯片。因此，設(shè)計(jì)嵌入式產(chǎn)品需要經(jīng)驗(yàn)豐富的軟件人才，也需要發(fā)展先進(jìn)的嵌入式軟件技術(shù)，如Java，Web和WAP等等。

參考文獻(xiàn)

篇4

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)；RTOS

中圖分類號(hào)：TP391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2011)18-4491-02

Summary of Real-time Operating System

ZHANG Jun-lin1, WANG Shi-hao2

(1.The Department of the Information of Lu'an Vocational and Technical College, Lu'an 237158, China; 2.ASIC Research Center of Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China)

Abstract: Currently, computer technology, computer chip technology and software technology as the core digital technology has made rapid development of modern control technology, multimedia technology and popularity to promote consumer electronics, computer, communications integration, the trend accelerated, re-embedded technology become a research hotspot.

Key words: embedded systems; real-time operating system; RTOS

目前，以計(jì)算機(jī)技術(shù)、芯片技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)為核心的數(shù)字化技術(shù)取得了迅猛發(fā)展，數(shù)字化產(chǎn)品不僅廣泛滲透到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、軍事、交通、通信等相關(guān)行業(yè)，而且深入到家電、娛樂(lè)、藝術(shù)、文化等各領(lǐng)域，掀起了一場(chǎng)數(shù)字化技術(shù)革命?，F(xiàn)代控制技術(shù)、多媒體技術(shù)的應(yīng)用與普及，促使消費(fèi)電子、計(jì)算機(jī)、通信一體化趨勢(shì)步伐加快，嵌入式技術(shù)再度成為研究熱點(diǎn)。

早期的嵌入式技術(shù)，以功能簡(jiǎn)單的專用計(jì)算機(jī)和單片機(jī)為處理核心，通過(guò)對(duì)處理器直接編程完成系統(tǒng)特定工作，由于處理器結(jié)構(gòu)和目標(biāo)系統(tǒng)功能簡(jiǎn)單，因此，以處理器基礎(chǔ)的嵌入式應(yīng)用的開(kāi)發(fā)廣泛應(yīng)用與工業(yè)制造和控制行業(yè)。

計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展和高性能的處理器出現(xiàn)，使高性能和功能復(fù)雜應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)成為可能，嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)變得越來(lái)越復(fù)雜。為了管理復(fù)雜的處理器和設(shè)備，簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)過(guò)程，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS（Real Time Operation System）開(kāi)始出現(xiàn)并得到迅速的發(fā)展，嵌入式操作系統(tǒng)能運(yùn)行于各種微處理器上，用于管理嵌入式系統(tǒng)的硬件資源，提供豐富的通用程序庫(kù)，簡(jiǎn)化嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程，方便嵌入式產(chǎn)品的升級(jí)和移植。

隨著微電子技術(shù)發(fā)展，以芯片技術(shù)為核心的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)始出現(xiàn)，今天的集成電路規(guī)模能夠使復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)集成到單一的芯片上，從而形成片上系統(tǒng)（SoC: System on Chip），片上系統(tǒng)出現(xiàn)，使嵌入式產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來(lái)越小，功能越來(lái)越強(qiáng)大。為簡(jiǎn)化SoC的開(kāi)發(fā)過(guò)程，提高產(chǎn)品的可靠性和性能，SoC產(chǎn)品廣泛采用基于嵌入式操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法。

1 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）特點(diǎn)

同傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)相同，RTOS用于管理嵌入式系統(tǒng)的硬件資源，方便用戶式用于開(kāi)發(fā)，典型的RTOS包括CPU管理與調(diào)度、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理、文件管理和網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)等。RTOS具有可剪裁性和可擴(kuò)展性，真正的RTOS內(nèi)核很小，一般只有十幾K甚至幾K字節(jié)，使用時(shí)嵌入在目標(biāo)代碼中。用戶根據(jù)RTOS移植對(duì)象（處理器）和應(yīng)用程序特點(diǎn)，適當(dāng)選擇RTOS其它的功能組件。目前廣泛使用手機(jī)和PDA等產(chǎn)品都是典型的基于RTOS嵌入式應(yīng)用?；赗TOS的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)具有以下特點(diǎn)：

1）RTOS引入簡(jiǎn)化了嵌入式系統(tǒng)的復(fù)雜性。隨著嵌入式系統(tǒng)的功能越來(lái)越多樣化，性能要求愈來(lái)愈高，嵌入式產(chǎn)品開(kāi)發(fā)變得更加復(fù)雜。RTOS提供系統(tǒng)各功能模塊的標(biāo)準(zhǔn)接口，復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)通過(guò)RTOS接口可以分為各個(gè)獨(dú)立的開(kāi)發(fā)模塊，各模塊只與RTOS交換信息，與其它模塊設(shè)計(jì)者無(wú)關(guān)，從而簡(jiǎn)化了復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)。使開(kāi)發(fā)過(guò)程更易管理。

2）基于RTOS開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)，具有很好的移植性。由于RTOS封裝硬件部分功能，而嵌入式軟件采用基于RTOS開(kāi)發(fā)方式，這樣，嵌入式軟件的移植工作，只要重寫(xiě)RTOS與處理器有關(guān)的代碼即可。一般情況下，RTOS與硬件相關(guān)的代碼占整個(gè)RTOS代碼量的5%～10%左右，商業(yè)化的RTOS一般都提供各種處理器支持，因此代碼移植很方便。

3）RTOS的功能重用，縮短開(kāi)發(fā)周期，提高開(kāi)發(fā)效率。RTOS封裝CPU調(diào)度、I/O訪問(wèn)、定時(shí)器等系統(tǒng)資源，把對(duì)硬件資源標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用接口提供給開(kāi)發(fā)者，這樣軟件開(kāi)發(fā)者不必關(guān)心軟件-硬件接口部分是如何工作。直接使用標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用接口，請(qǐng)求系統(tǒng)資源的分配和使用。這樣，嵌入式軟件的很大部分功能由RTOS完成，從而大幅度提高開(kāi)發(fā)效率。

4）RTOS具有很高的靈活性，系統(tǒng)擴(kuò)展方便。最小RTOS內(nèi)核一般只提供一些基本功能，根據(jù)用戶應(yīng)用的需要，開(kāi)發(fā)者可在RTOS內(nèi)核的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展RTOS功能，如增加文件管理功能，設(shè)備驅(qū)動(dòng)功能，TCP/IP協(xié)議支持等。

5）RTOS具有可綜合特點(diǎn)。軟件提供商以軟IP核形式固化RTOS代碼，將SoC所需的RTOS內(nèi)核軟件，如通信協(xié)議軟件，F(xiàn)AX功能軟件等，以標(biāo)準(zhǔn)API方式和IP核形式，供EDA工具調(diào)用，并固化到FLASH或ROM。目前一些嵌入式軟件供應(yīng)商紛紛把成熟的RTOS內(nèi)核和功能擴(kuò)展件，以軟件IP核構(gòu)件形式出售，如Microtec的VRTXoc for ARM就是典型例子。

目前，我國(guó)的大多數(shù)嵌入式軟件還沒(méi)有采用基于RTOS下的開(kāi)發(fā)方式，而是采用基于處理器直接編寫(xiě)代碼的傳統(tǒng)方式，這種對(duì)系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件不加區(qū)分的開(kāi)發(fā)方式存在很多弊端。隨著嵌入時(shí)技術(shù)的發(fā)展，特別是系統(tǒng)芯片SoC（System on a Chip）技術(shù)的出現(xiàn)，嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)變得越來(lái)越龐大、復(fù)雜。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)無(wú)法滿足日益發(fā)展的嵌入式產(chǎn)品設(shè)計(jì)的需要，目前，嵌入系統(tǒng)設(shè)計(jì)正趨向于采用軟/硬件協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)（codesign）的方法，作為嵌入式協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)重要組成部分的軟件開(kāi)發(fā)，正在朝著基于RTOS上的應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)方向發(fā)展。

2 基于RTOS的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

基于RTOS嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)是嵌入式產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的發(fā)展方向，國(guó)內(nèi)外很多廠商提供基于RTOS的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境和工具。主要包括：

1）交叉編譯器，主要是C/C++編譯器。目前市場(chǎng)上存在專用和通用的C/C＋＋編譯器，通用的C/C++編譯器主要是美國(guó)自由軟件基金會(huì)（GNU）提供GCC編譯器，它支持目前市場(chǎng)上主流處理器類型，而且可以免費(fèi)獲得，因此被廣泛采用。

2）RTOS本身，RTOS是嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)和平臺(tái)，包括實(shí)時(shí)內(nèi)核和擴(kuò)展功能庫(kù)，為嵌入式應(yīng)用提供API調(diào)用和功能擴(kuò)展接口。

3）RTOS開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，提供基于RTOS應(yīng)用的調(diào)試，幫助開(kāi)發(fā)人員更好的完成系統(tǒng)功能。特別多任務(wù)實(shí)時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)，調(diào)試工具不可缺少。

4）硬件仿真和模擬器，提供實(shí)時(shí)在線開(kāi)發(fā)和調(diào)試，一般由處理器制造商提供，一些公司還提供類似仿真器和邏輯分析儀的硬件調(diào)試工具。

嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，RTOS直接運(yùn)行于嵌入式芯片之上，用于管理嵌入式芯片硬件資源，提供系統(tǒng)調(diào)用接口。嵌入式軟件建立于RTOS之上，通過(guò)調(diào)用RTOS調(diào)用接口訪問(wèn)嵌入式芯片資源，這種層次化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程，方便系統(tǒng)維護(hù)和后期管理，而且，通過(guò)修改少量的RTOS代碼，可以用不同類型的芯片實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，方便系統(tǒng)的移植和硬件的升級(jí)。

對(duì)于特定芯片的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，首先選擇合適的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS，通過(guò)RTOS的功能庫(kù)函數(shù)和調(diào)用接口，開(kāi)發(fā)特定功能的應(yīng)用軟件代碼。并交叉編譯生成面向特定處理器的目標(biāo)代碼，目標(biāo)代碼下載并固化到處理器的存儲(chǔ)器，從而形成滿足特定功能的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)。目前廣泛應(yīng)用的掌上電腦和手機(jī)都是典型的嵌入式應(yīng)用。

3 RTOS發(fā)展前景

從1981年Ready System發(fā)展了世界上第1個(gè)商業(yè)嵌入式實(shí)時(shí)內(nèi)核（VRTX32），到今天已經(jīng)有近20年的歷史。20世紀(jì)80年代的產(chǎn)品還只支持一些16位的微處理器，如68k,8086等。這時(shí)候的RTOS還只有內(nèi)核，以銷售二進(jìn)制代碼為主。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，現(xiàn)代操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，如微內(nèi)核設(shè)計(jì)技術(shù)和模塊化設(shè)計(jì)思想，開(kāi)始滲入RTOS領(lǐng)域。進(jìn)入20世紀(jì)90年代中期，互聯(lián)網(wǎng)之風(fēng)在北美日漸風(fēng)行。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商、終端產(chǎn)品制造商都要求RTOS有網(wǎng)絡(luò)和圖形界面的功能。為了方便使用大量現(xiàn)存的軟件代碼，他們希望RTOS廠家都支持標(biāo)準(zhǔn)的API，如POSIX， Win32等，并希望RTOS的開(kāi)發(fā)環(huán)境與他們已經(jīng)熟悉的UNIX，Windows一致。這個(gè)時(shí)期代表性的產(chǎn)品有Vxwork，QNX, Lynx和WinCE等。

目前，RTOS 已經(jīng)在全球形成了一個(gè)新產(chǎn)業(yè)，據(jù)美國(guó)EMF(電子市場(chǎng)分析)報(bào)告，1999年全球RTOS市場(chǎng)產(chǎn)值達(dá)3.6億美圓，而相關(guān)的整個(gè)嵌入式開(kāi)發(fā)工具（包括仿真器、邏輯分析儀、軟件編譯器和調(diào)試器）則高達(dá)9億美圓。市場(chǎng)上的RTOS產(chǎn)品也趨于成熟，比較流行的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：VxWorks、PSOS、QNX、WinCE、Hopen OS等。VxWorks是由美國(guó)WindRiver System Inc.公司推出的，其產(chǎn)品在高可靠、高性能領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。成功用于1997年發(fā)射的火星探測(cè)器“探路者”而聲名大噪；PSOS、VxWorks 都提供豐富的、適應(yīng)各種通信協(xié)議的驅(qū)動(dòng)程序，特別是用于通信產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。

在我國(guó)，嵌入式操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)起步較晚，目前市場(chǎng)上還不存在具有競(jìng)爭(zhēng)力產(chǎn)品。由北京凱思軟件集團(tuán)開(kāi)發(fā)的嵌入式操作系統(tǒng)Hopen OS，是我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，雖然由于“女?huà)z計(jì)劃”而備受矚目，但目前仍然沒(méi)有的到廣泛的推廣和應(yīng)用。

國(guó)外技術(shù)壟斷嚴(yán)重限制我國(guó)信息技術(shù)的發(fā)展，在嵌入式產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面，昂貴的RTOS使用版稅和服務(wù)費(fèi)用，使我國(guó)的嵌入式產(chǎn)品成本大大增加，限制產(chǎn)品市場(chǎng)和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。而且，資金的短缺和研究經(jīng)費(fèi)的不足一直中小科研機(jī)構(gòu)和廠商面臨的難題。

自由軟件誕生和源代碼開(kāi)放為我國(guó)的嵌入式技術(shù)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇，自由軟件最大的特點(diǎn)就是源代碼開(kāi)放，目前廣泛流行的Linux操作系統(tǒng)就是其中一例，Linux提供操作系統(tǒng)所具備全部功能，有很高靈活性，用戶可以根據(jù)要求進(jìn)行剪裁和重組。RT-Linux（Real C Time Linux）就是利用自由軟件Linux進(jìn)行開(kāi)發(fā)的嵌入式操作系統(tǒng)，由美國(guó)新墨西哥州FSM實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)。類似公開(kāi)源代碼的嵌入式操作系統(tǒng)還有Cygnus的u/Cos等。

4 小結(jié)

在嵌入式產(chǎn)品功能高度復(fù)雜的今天，嵌入式產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)方式發(fā)生了巨大的變化，基于RTOS的嵌入式產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方式逐漸成為嵌入式產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)的主流，RTOS成為嵌入式產(chǎn)品功能核心和靈魂。為了擺脫對(duì)國(guó)外RTOS產(chǎn)品的依賴，我們應(yīng)該開(kāi)發(fā)具有自主版權(quán)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。但是，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，即使在軟件技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，要從頭設(shè)計(jì)一個(gè)完整的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)絕非一朝一夕能夠完成，我們應(yīng)該充分利用信息化的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，利用現(xiàn)有的公開(kāi)源碼RTOS，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行功能調(diào)整和擴(kuò)展，最終形成自主版權(quán)的RTOS產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)：

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篇5

【關(guān)鍵詞】敏捷開(kāi)發(fā) 嵌入式網(wǎng)關(guān) 智能溫室 多V模型

1 引言

敏捷開(kāi)發(fā)方法強(qiáng)調(diào)快速迭代、持續(xù)集成、以人文本，簡(jiǎn)化了重型軟件工程方法的過(guò)程和規(guī)約，使得開(kāi)發(fā)更加靈活，可以適應(yīng)軟件需求的變化性和不確定性。由于嵌入式系統(tǒng)具有面向應(yīng)用、軟硬件結(jié)合、要求高可靠性等特點(diǎn)，使得其需求較為復(fù)雜，而且隨著嵌入式產(chǎn)品規(guī)模不斷擴(kuò)大，新技術(shù)不斷出現(xiàn)，開(kāi)發(fā)周期不斷縮短，嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)需要突破傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法，可以將敏捷開(kāi)發(fā)方法與嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法結(jié)合，從而提高嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)水平和軟件質(zhì)量。

在嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中，可以使用多V模型，它將開(kāi)發(fā)過(guò)程分為多個(gè)“V”字，經(jīng)歷原型階段、模型階段和產(chǎn)品階段三個(gè)階段。多V模型與敏捷開(kāi)發(fā)方法一樣，采用多次迭代的方法，持續(xù)開(kāi)發(fā)出可運(yùn)行的軟件，可以很好地應(yīng)對(duì)需求的變化和增刪，大大節(jié)省嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的時(shí)間和成本。

本文首先簡(jiǎn)要介紹了敏捷開(kāi)發(fā)和多V模型，然后將多V模型作為主體，將敏捷開(kāi)發(fā)的價(jià)值觀和實(shí)踐原則作為具體應(yīng)用原則，形成一套體用結(jié)合的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)方法，然后將這個(gè)方法應(yīng)用到嵌入式溫室網(wǎng)關(guān)開(kāi)發(fā)之中，并詳細(xì)介紹其開(kāi)發(fā)過(guò)程。

2 敏捷開(kāi)發(fā)開(kāi)發(fā)方法與嵌入式多V開(kāi)發(fā)模型的結(jié)合

2.1 敏捷開(kāi)發(fā)方法簡(jiǎn)介

敏捷開(kāi)發(fā)方法的“敏捷”思想是從制造業(yè)的“敏捷制造”引入的，強(qiáng)調(diào)的是軟件開(kāi)發(fā)方法的適應(yīng)性，也就是可以適應(yīng)軟件需求的模糊性、不確定性和易變性等特點(diǎn)，簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)的重型軟件工程方法中的強(qiáng)調(diào)周密的計(jì)劃、面面俱到的文檔、充分完整的需求分析和技術(shù)評(píng)審，取而代之以適應(yīng)性而非預(yù)測(cè)性，以人為本而非以過(guò)程為導(dǎo)向，以面對(duì)面的交流而非文檔交流，以客戶全程參與而非依賴固定的軟件開(kāi)發(fā)合同約定。

2.2 嵌入式系統(tǒng)的多V開(kāi)發(fā)模型簡(jiǎn)介

在嵌入式系統(tǒng)中，通常需要對(duì)系統(tǒng)的基于“應(yīng)用為中心”的需求，進(jìn)行軟件和硬件進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，使得項(xiàng)目存在較多的不確定性，因此，嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)需要一個(gè)探索和驗(yàn)證的過(guò)程，多V模型正是適應(yīng)這一需要而提出的，如圖1所示。

從圖1可以看出，嵌入式多V模型的模型階段、原型階段和產(chǎn)品階段是相互緊密銜接的，每一個(gè)階段都要經(jīng)歷需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)測(cè)試、系統(tǒng)等幾個(gè)步驟，但前一個(gè)階段的系統(tǒng)階段是后一個(gè)階段的需求分析的起點(diǎn)。這樣的設(shè)計(jì)方法，可以將前一版本軟件中的缺陷，在后一版本中加以解決；多次迭代的方法，也使得新的需求或者變動(dòng)的需求，可以方便地增加到后一版本的軟件之中，不斷清晰客戶的需求，不斷完善軟件的功能，起到事半功倍的效果。

2.3 敏捷開(kāi)發(fā)方法與嵌入式多V開(kāi)發(fā)模型的結(jié)合

敏捷開(kāi)發(fā)方法和嵌入式多V開(kāi)發(fā)模型都采用了多次迭代的模式，然而敏捷開(kāi)發(fā)方法是一套方法論，提供了其價(jià)值觀和實(shí)踐原則，沒(méi)有規(guī)定具體的軟件開(kāi)發(fā)步驟。因此，可以把多V模型作為嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的主體過(guò)程，而將敏捷開(kāi)發(fā)的多次迭代、持續(xù)集成、結(jié)對(duì)編程、特色會(huì)議體系等作為應(yīng)用措施，融合到其中，使得兩者形成有機(jī)的結(jié)合。

將多V模型和敏捷開(kāi)發(fā)方法相結(jié)合，可以得到以下的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程。

（1）開(kāi)發(fā)分為模型階段、原型階段和產(chǎn)品階段，每個(gè)階段都起于需求分析，對(duì)需求進(jìn)行細(xì)化，根據(jù)重要性賦予不同的優(yōu)先級(jí)；然后再進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試。測(cè)試的結(jié)果以及新的或變動(dòng)的需求，作為下一個(gè)階段的新的起點(diǎn)。

（2）在模型階段中，軟件開(kāi)發(fā)主要進(jìn)行建模及其分析，硬件方面則主要繪制和仿真原理圖。

（3）在原型階段中，硬件設(shè)計(jì)按照設(shè)計(jì)、制作和測(cè)試進(jìn)行短周期迭代開(kāi)發(fā)；軟件設(shè)計(jì)則可以基于通用開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，將原型系統(tǒng)提交給客戶使用，收集客戶的反饋意見(jiàn)。

（4）在產(chǎn)品階段中，要實(shí)現(xiàn)軟硬件的集成，并完成系統(tǒng)的集成測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試等工作，并將系統(tǒng)提交給用戶使用，根據(jù)反饋意見(jiàn)和測(cè)試結(jié)果，進(jìn)行多次迭代，最終獲得最后的產(chǎn)品。

（5）每一個(gè)開(kāi)發(fā)階段，都由開(kāi)發(fā)人員、測(cè)試人員以及客戶代表組成相關(guān)開(kāi)發(fā)或測(cè)試團(tuán)隊(duì)。

（6）每一個(gè)開(kāi)發(fā)階段，都應(yīng)將敏捷開(kāi)發(fā)方法的結(jié)對(duì)編程、面對(duì)面交流、短周期迭代、實(shí)時(shí)反饋、特色會(huì)議制度、測(cè)試驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)等基本原則和方法應(yīng)用其中。

3 嵌入式溫室網(wǎng)關(guān)軟件設(shè)計(jì)

為了對(duì)能夠更加詳細(xì)地介紹敏捷開(kāi)發(fā)與多V模型相結(jié)合的軟件開(kāi)發(fā)方法，下面以智能溫室系統(tǒng)的嵌入式網(wǎng)關(guān)開(kāi)發(fā)為例，說(shuō)明該方法的具體應(yīng)用過(guò)程。

3.1 需求分析

在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的應(yīng)用中，智能溫室系統(tǒng)具有重要的作用，可以對(duì)作物的生產(chǎn)提供準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)和精細(xì)的管理，具體來(lái)說(shuō)，應(yīng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能。

（1）對(duì)溫室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，包括溫濕度、氣體濃度、土壤環(huán)境、作物生長(zhǎng)狀況、病蟲(chóng)害發(fā)生情況等；

（2）當(dāng)溫室內(nèi)環(huán)境參數(shù)偏離正常值時(shí)，能自動(dòng)或手動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便其恢復(fù)到允許范圍之內(nèi)；

（3）允許操作人員使用終端軟件或?yàn)g覽器，進(jìn)行本地或遠(yuǎn)程地查看溫室內(nèi)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以及操作溫室內(nèi)設(shè)備。

針對(duì)上面列出的功能需求，進(jìn)行分解可得到表1所示的分析表。

從表1可以看出，網(wǎng)關(guān)功能分為七個(gè)大項(xiàng)，每個(gè)大項(xiàng)又包含多個(gè)子項(xiàng)，且每個(gè)子項(xiàng)都有一個(gè)根據(jù)重要性來(lái)劃分的優(yōu)先級(jí)，數(shù)值越大優(yōu)先級(jí)越低。對(duì)于模型階段，根據(jù)表1給出的功能需求進(jìn)行建模和分析。對(duì)于原型階段，則應(yīng)當(dāng)利用通用開(kāi)發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)為1級(jí)和2級(jí)的功能，并根據(jù)客戶需要選擇性實(shí)現(xiàn)3級(jí)部分或全部功能，如應(yīng)確定是否需要Web服務(wù)器，以及采用嵌入式Web服務(wù)器，還是采用傳統(tǒng)Web服務(wù)器等。在產(chǎn)品階段，必須將客戶使用意見(jiàn)、前階段測(cè)試結(jié)果、新增需求等作為需求分析的輸入項(xiàng)，調(diào)整表1內(nèi)容，最終確定系統(tǒng)需求，以此作為產(chǎn)品階段的基礎(chǔ)。

3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

為了保證嵌入式網(wǎng)關(guān)的實(shí)時(shí)性，其軟件應(yīng)設(shè)計(jì)成基于多任務(wù)的形式。首先進(jìn)行數(shù)據(jù)流分析，將可并行處理的內(nèi)容獨(dú)立成為一個(gè)任務(wù)，并確定任務(wù)之間的數(shù)據(jù)交換接口，得到任務(wù)結(jié)構(gòu)圖，然后對(duì)每個(gè)任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，最后，把設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為編碼實(shí)現(xiàn)。

結(jié)合用戶要求及表1的需求分析，可以得到圖2所示的任務(wù)結(jié)構(gòu)圖。圖中虛線框內(nèi)的兩個(gè)任務(wù)是可選的任務(wù)模塊，由此可以形成兩個(gè)設(shè)計(jì)方案，它們都包括傳感器數(shù)據(jù)采集任務(wù)用于采集環(huán)境參數(shù)，GUI任務(wù)處理圖形界面操作，環(huán)境調(diào)節(jié)任務(wù)和灌溉任務(wù)用于執(zhí)行環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)功能，信息處理任務(wù)負(fù)責(zé)信息的收集、處理和轉(zhuǎn)發(fā)等功能，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)任務(wù)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存取，無(wú)線通信任務(wù)負(fù)責(zé)與傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。

兩個(gè)方案不同之處在于方案1中，采用了嵌入式Web服務(wù)器，因此它有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器任務(wù)，網(wǎng)關(guān)可直接接入網(wǎng)絡(luò)，提供遠(yuǎn)程訪問(wèn)服務(wù)；而方案2中，根據(jù)客戶新的需求，增加了攝像頭任務(wù)，用于對(duì)溫室進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)，方案2采用了傳統(tǒng)Web服務(wù)器，使得無(wú)線通信任務(wù)不僅僅要與傳感器節(jié)點(diǎn)通信，還要與計(jì)算機(jī)進(jìn)行無(wú)線通信?？稍谠碗A段分別實(shí)現(xiàn)這兩套方案，然后提交給客戶試用，根據(jù)客戶的反饋意見(jiàn)，最終確定在產(chǎn)品階段使用哪套方案，并把試用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，在產(chǎn)品階段的開(kāi)發(fā)中加以解決。

3.3 系統(tǒng)測(cè)試

嵌入式系統(tǒng)的測(cè)試需要采用交叉測(cè)試的方法，首先應(yīng)考慮在不同開(kāi)發(fā)階段采用不同的測(cè)試環(huán)境。原型階段采用基于宿主機(jī)的測(cè)試方式；模型階段應(yīng)根據(jù)測(cè)試的硬件需求情況，選擇采用目標(biāo)機(jī)或宿主機(jī)環(huán)境；產(chǎn)品階段則主要使用目標(biāo)機(jī)進(jìn)行測(cè)試，以便獲得接近真實(shí)使用環(huán)境的結(jié)果。

對(duì)于嵌入式溫室網(wǎng)關(guān)的測(cè)試，原型階段主要應(yīng)采用模擬和仿真的方法，并由開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)、客戶和相關(guān)專家組成評(píng)審小組，進(jìn)行論證和評(píng)審；模型開(kāi)發(fā)階段和產(chǎn)品階段，則要根據(jù)所選擇的需求情況，制定測(cè)試方案，實(shí)施包含單元測(cè)試到驗(yàn)收測(cè)試的完整測(cè)試，并收集客戶反饋的各種意見(jiàn)，作為下一版本的需求分析起點(diǎn)。

4 結(jié)論

將敏捷開(kāi)發(fā)方法與嵌入式多V開(kāi)發(fā)模型相結(jié)合，可以適應(yīng)嵌入式系統(tǒng)面向應(yīng)用、需求多變的特點(diǎn)，發(fā)揮多次迭代、持續(xù)集成的優(yōu)點(diǎn)，形成以嵌入式多V模型為主體，敏捷開(kāi)發(fā)方法為應(yīng)用措施的開(kāi)發(fā)方法，將這個(gè)開(kāi)發(fā)方法應(yīng)用到智能溫室的網(wǎng)關(guān)開(kāi)發(fā)中，實(shí)際應(yīng)用證明，該方法可以應(yīng)對(duì)需求的變化性，提高軟件的可靠性，節(jié)省開(kāi)發(fā)成本。

參考文獻(xiàn)

[1]謝東強(qiáng).敏捷軟件開(kāi)發(fā)的雙迭代模型[J]. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2012，29（06）：176-178，198.

[2]榮國(guó)平，劉天宇等.嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中敏捷方法的應(yīng)用研究綜述[J].軟件學(xué)報(bào)， 2014，25（02）：267-283

[3]康一梅，張永革等.嵌入式軟件測(cè)試[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008：48-51.

[4]潘金珠，王元興等.基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室大棚系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].傳感器與微系統(tǒng)，2014， 33（10）：51-50，57.

作者簡(jiǎn)介

謝小云（1978-），男， 碩士學(xué)位。現(xiàn)為江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院信息工程系講師。研究方向?yàn)榍度胧较到y(tǒng)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。

篇6

陳睿

于2001年加盟金山公司，從事反病毒引擎研究工作，以及信息安全產(chǎn)品的研發(fā)工作。2002年至2004年底，作為項(xiàng)目經(jīng)理，指導(dǎo)研發(fā)了《金山毒霸2003》到《金山毒霸2005》等4代產(chǎn)品，具有豐富的反病毒產(chǎn)品設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和研發(fā)管理經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)任金山毒霸事業(yè)部技術(shù)總監(jiān)。

毛遂自薦

金山毒霸2007新增了很多實(shí)用的功能，與以往的版本有了本質(zhì)的區(qū)別，能清除現(xiàn)在所有的病毒。要真正做到讓病毒離我們遠(yuǎn)去，除了金山自身的殺毒優(yōu)勢(shì)外，用戶還應(yīng)該有一定的應(yīng)用技巧，這樣才能讓病毒真正的遠(yuǎn)離我們。

反釣魚(yú)功能

網(wǎng)頁(yè)反釣魚(yú)功能可以自動(dòng)監(jiān)控用戶瀏覽的網(wǎng)頁(yè)，發(fā)現(xiàn)釣魚(yú)網(wǎng)站，能智能識(shí)別出并警示。

點(diǎn)擊“白名單”來(lái)設(shè)置任何網(wǎng)址，加入白名單的網(wǎng)址將不會(huì)被攔截。點(diǎn)擊“黑名單”來(lái)設(shè)置“有問(wèn)題”的網(wǎng)址，加入黑名單的網(wǎng)址將被攔截。點(diǎn)擊“敏感名單”即可讓與敏感網(wǎng)址類似的網(wǎng)址都被過(guò)濾。我們可以進(jìn)行添加規(guī)則、編輯規(guī)則和刪除規(guī)則等修改。

從命令行掃描

可是電腦已經(jīng)中毒，再裝殺毒軟件也是無(wú)濟(jì)于事，但我們可以在DOS下進(jìn)行殺毒，嘿嘿，讓所有的病毒都逃不出我們的火眼金睛。

命令行格式：[路徑]KAVDX [指定驅(qū)動(dòng)器][指定路徑][指定文件] [{/|-}[+|-] ...]

說(shuō)明：

+ 打開(kāi)設(shè)置開(kāi)關(guān) - 關(guān)閉設(shè)置開(kāi)關(guān)

無(wú) （[指定驅(qū)動(dòng)器][指定路徑][指定文件]）檢查所有本地硬盤(pán)

switch（命令行轉(zhuǎn)換參數(shù)） ?|H|Help 顯示幫助信息

D 顯示默認(rèn)設(shè)置 M 掃描內(nèi)存

B 掃描引導(dǎo)區(qū) All 掃描所有文件

嵌入式防毒

金山毒霸嵌入式防毒不但能嵌入到Office中，還能嵌入到QQ、MSN等所有應(yīng)用程序中，具有高度自動(dòng)化和響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。

在Office中可能會(huì)被加入宏病毒，當(dāng)你運(yùn)行時(shí)宏病毒就運(yùn)行了，在金山毒霸菜單欄中依次點(diǎn)擊“工具綜合設(shè)置防毒設(shè)置用戶自定義嵌入式防毒”，即可設(shè)置嵌入式防毒類型，勾選“Micorsoft Office嵌入防毒”和“啟用Micorsoft Office防毒”即可，最后在聊天工具嵌入防毒中選擇你需要的保護(hù)，有對(duì)QQ、ICQ、MSN的保護(hù)。

專家秘技：拯救被病毒關(guān)閉的實(shí)時(shí)監(jiān)控

很多朋友遇到過(guò)這樣的事：上網(wǎng)或收郵件運(yùn)行后，突然發(fā)現(xiàn)金山毒霸實(shí)時(shí)監(jiān)控被關(guān)閉，雙擊任務(wù)欄中的金山毒霸程序圖標(biāo)時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)“系統(tǒng)狀態(tài)”標(biāo)簽中的監(jiān)控已被關(guān)閉，并且原本應(yīng)該有的“啟動(dòng)”按鈕也沒(méi)了蹤影，原來(lái)惡意程序?qū)⒍景员O(jiān)控給干掉了。

篇7

關(guān)鍵詞：Windows CE；Platform Builder；GPRS；串口通信；液晶觸摸屏

中圖分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2007)18-31525-02

Research of a Mobile Communication Technique Based on Windows CE

CHENG Huan-huan,XU Dong-ping

(Technology of Computer School,Wuhan University of Technology,Wuhan 430063,China)

Abstract:This paper first introduced a realization method of the mobile communication device based on embedded operating system Windows CE, and how to customize Windows CE as well as how to download the embedded system to the board. Finally this paper introduced several key technologies used in the system, for instance, to transmits message and makes phone calls via GPRS, to make use of computer communication of GPRS and Internet.

Key words:Windows CE;Platform Builder;GPRS;serial port communication;LCD touch-sensitive screen

1 前言

從應(yīng)用范圍劃分，嵌入式操作系統(tǒng)通?？梢苑譃橥ㄓ眯秃蛯Ｓ眯汀１容^典型的通用型嵌入式操作系統(tǒng)有Windows CE、VxWorks以及嵌入式Linux；專用型嵌入式操作系統(tǒng)有專門(mén)用于掌上計(jì)算機(jī)的Palm OS、主要用于移動(dòng)電話的Symbian等。Windows CE是微軟公司為移動(dòng)應(yīng)用產(chǎn)品、消費(fèi)類電子產(chǎn)品和嵌入式應(yīng)用產(chǎn)品等非PC領(lǐng)域產(chǎn)品設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)。

Windows 是一個(gè)功能強(qiáng)大的32位實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)，具有代碼少、響應(yīng)速度快、可裁剪等特點(diǎn)。Windows 是由 Platform Builder來(lái)定制的。Platform Builder 4.2為創(chuàng)建Windows 系統(tǒng)提供許多配置文件和調(diào)試工具，可以將嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序一起生成內(nèi)核，也可以只生成Windows 操作系統(tǒng)，并根據(jù)功能要求可裁剪相關(guān)模塊。一個(gè)平臺(tái)主要由操作系統(tǒng)映像（OS Image）和板卡支持包（BSP）兩部分組成。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.省略 進(jìn)行應(yīng)用程序的編寫(xiě)，通過(guò)Activesync將定制好的系統(tǒng)和編寫(xiě)好的程序下載到開(kāi)發(fā)板的Nand Flash中。

2.省略 2003，開(kāi)發(fā)后的應(yīng)用程序通過(guò)Activesync下載到開(kāi)發(fā)板上。以下介紹的是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通訊設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.1 Windows平臺(tái)下定制系統(tǒng)

Microsoft Windows CE Platform Builder適用于定制基于Windows CE操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)備。嵌入式系統(tǒng)包括四層結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序、嵌入式操作系統(tǒng)、板級(jí)支持包（BSP）、硬件平臺(tái)。Windows CE的移植過(guò)程，基本上主要是針對(duì)不同的CPU，不同的目標(biāo)板，編寫(xiě)B(tài)SP的過(guò)程。開(kāi)發(fā)工具Platform Builder本身就提供了多種目標(biāo)板的BSP,如果目標(biāo)板和Platform Builder提供的相同，那么只需要重新編譯生成相應(yīng)的系統(tǒng)即可。但是實(shí)際情況一般是處理器是相同的，但是開(kāi)發(fā)板上的硬件接口不相同，這時(shí)候可能修改Platform Builder中相同或相近處理器的BSP來(lái)完成一個(gè)新的BSP。

(1)利用Platform Builder 4.2創(chuàng)建一個(gè)新的Platform，在此過(guò)程中，根據(jù)開(kāi)發(fā)板的功能做出相關(guān)選擇，完成platform的創(chuàng)建過(guò)程。

(2)設(shè)置并添加platform特性，右鍵點(diǎn)“ARMSYS2410 features”選擇下拉菜單中的“Setting”。去掉“Enable CE Target Control Support”和“Enable KITL”前面的鉤來(lái)改變編譯選項(xiàng)。

(3)點(diǎn)擊“Build Platform”按鈕開(kāi)始編譯，編譯完成后（error數(shù)為0），得到“nk.bin”、“nk.nb0”等文件，這樣基于ARMSYS2410的WinCE的映像文件已經(jīng)生成。

(4)下載和固化Windows CE 系統(tǒng)到目標(biāo)設(shè)備，首先借助USB downloader來(lái)下載Eboot.nb0，然后通過(guò)Eboot的功能選項(xiàng)來(lái)設(shè)置開(kāi)發(fā)板的基本參數(shù)信息，準(zhǔn)備好與Platform Builder的通訊。然后與Platform Builder建立通訊，Platform Builder自動(dòng)將映像文件下載到目標(biāo)板上。具體下載過(guò)程請(qǐng)參見(jiàn)用戶手冊(cè)。

3.2發(fā)送短消息和撥打電話

GPRS網(wǎng)絡(luò)是基于現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)中需要增加一些節(jié)點(diǎn)，如GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)（Gateway GPRS Supporting Node,GGSN）和GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)(Saving GPRS Supporting Node,SGSN)。SGSN的主要作用是記錄移動(dòng)終端的當(dāng)前位置信息，并且在移動(dòng)終端和GGSN之間完成移動(dòng)分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。GGSN主要起網(wǎng)關(guān)作用，它可以和多種不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接，所以有時(shí)候也被稱為GPRS路由器。GGSN可以把GSM網(wǎng)中的GPRS分組數(shù)據(jù)包進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，從面把這些分組數(shù)據(jù)包傳送到遠(yuǎn)端的TCP/IP或X.25網(wǎng)絡(luò)。

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通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸需要使用GPRS模塊。目前，GPRS模塊一般是指帶有GPRS功能的GSM模塊，可以利用GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。GPRS模塊與開(kāi)發(fā)板控制器之間通過(guò)串行口進(jìn)行通信，通信速率最快可達(dá)到115 200bps。模塊與控制器間的通信協(xié)議是AT命令集。（本系統(tǒng)以明基M22模塊為例）

通過(guò)模塊的AT指令集，我們可以輕松地實(shí)現(xiàn)發(fā)送短信息，撥打電話等功能，一般我們采取GPRS模塊連接開(kāi)發(fā)板的某一個(gè)串口，然后通過(guò)開(kāi)發(fā)板的CPU向串口發(fā)送AT指令實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)板控制GPRS模塊。

3.3 Windows CE下串口的驅(qū)動(dòng)

由于開(kāi)發(fā)板的板級(jí)支持包（BSP）只提供了一個(gè)串口的驅(qū)動(dòng)，且該串口為系統(tǒng)的調(diào)試串口，我們要使用別的串口連接GPRS模塊，則必須按照上面的邏輯修改原支持包中的串口驅(qū)動(dòng)，使得能支持兩個(gè)以上的串口。

3.4 使用GPRS網(wǎng)絡(luò)與Internet上的計(jì)算機(jī)通訊

串口驅(qū)動(dòng)完成之后，我們便可以設(shè)計(jì)WINCE的應(yīng)用程序了，在實(shí)現(xiàn)了發(fā)送短消息和撥打電話之后，本文將提到一種目前大多數(shù)移動(dòng)通訊設(shè)備尚未實(shí)現(xiàn)的功能，使用GPRS模塊與Internet上的計(jì)算機(jī)通訊。依然以明基模塊M22模塊為例：

AT指令如下

AT+CGDCONT=1,"IP","CMNET"

AT%CGPCO=1,"PAP,,","

AT$DESTINFO="XXXX.XXXX.XXXX.XXXX",1,1234

這一條指令中XXXX.XXXX.XXXX.XXXX指的是遠(yuǎn)端的一個(gè)公網(wǎng)的IP地址，這個(gè)IP地址必須是正確的而且要必須保證是公網(wǎng)1234指的是端口號(hào)，這個(gè)端口號(hào)是遠(yuǎn)端的接收程序默認(rèn)或者設(shè)定的端口號(hào)。值得一提的是，遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)必須正在監(jiān)聽(tīng)這一端口。

ATD*97#; 這條指令直接用于撥號(hào)。

這樣，和遠(yuǎn)程機(jī)的連接就建立了，然后，通過(guò)讀寫(xiě)串口就可以和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通訊了。

4 用.NET開(kāi)發(fā)移動(dòng)通訊設(shè)備的應(yīng)用程序

本文采用了Visual Studio .NET,開(kāi)發(fā)語(yǔ)言也采用完全面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言：C#。以下給出部分代碼供參考。

public void SendCommand(SerialPort port, string command)

{int i;

byte[] writebuffer = new byte[command.Length + 1];

for (i = 0; i < command.Length; i++)

{writebuffer[i] = Convert.ToByte(command[i]);}

writebuffer[i] = 0x0D;

byte[] buf = new byte[1];

for (int j = 0; j < writebuffer.Length; j++)

{buf[0] = writebuffer[j];

if (!port.WritePort(buf))

{throw (new ApplicationException("向串口寫(xiě)入數(shù)據(jù)失?。?));

}}}

public string ReadDateAT(SerialPort port)

{byte[] readbuffer = new byte[1024];

string returnString = "";

int length = port.ReadPort(1024, readbuffer);

if (length == 0)

{returnString = "NODATA";}

else

{for (int i = 0; i < length; i++)

{returnString += Convert.ToChar(readbuffer[i]).省略來(lái)實(shí)現(xiàn)嵌入式的編程。利用Winows 開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)或裝置不僅可以獲得最好的性能，而且可以縮短開(kāi)發(fā)周期和降低開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。在嵌入式技術(shù)飛速發(fā)展的今天，Windows 必將有廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]傅曦,陳黎,董磊,石衛(wèi)華.Windows CE嵌入式開(kāi)發(fā)入門(mén)――基于Xscale架構(gòu)[M].北京:人民郵電出版社,2006.99.

[2]徐薇菁,唐明浩,王國(guó)寧.一種基于嵌入式Linux的PDA手機(jī)的設(shè)計(jì)[D].上海:東華大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,2000.

[3]胡菲菲.GPRS中文短消息收發(fā)[J].電腦編程技巧與維護(hù),2007(8).

篇8

關(guān)鍵詞：信息家電　嵌入式Linux　路由器開(kāi)發(fā)

1　引言

    863智能計(jì)算機(jī)首席專家高文教授說(shuō)：所謂后PC時(shí)代，是英文pervasive computing的中文意譯，pervasive的原意是普遍的、蔓延的、滲透的，所以pervasive computing這個(gè)詞組直接的翻譯應(yīng)該是滲透到各個(gè)方面的計(jì)算。因而我們可以認(rèn)為，所謂后PC時(shí)代是指：計(jì)算機(jī)無(wú)所不在，它滲透到我們工作和生活的方方面面。當(dāng)然，這樣的無(wú)所不在的計(jì)算機(jī)也絕不都是象今天的PC一樣擺在桌子上或放在書(shū)包里，后PC時(shí)代的絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)是以非計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn)的，例如作為隨身物品出現(xiàn)的電話、遙控開(kāi)關(guān)、電子戒指、電子手杖等，再例如作為家庭網(wǎng)絡(luò)組成部分的電視機(jī)、電冰箱、空調(diào)等等。這些設(shè)備的核心部分都有計(jì)算機(jī)，但大多是以嵌入式系統(tǒng)的形式存在，而不是以整機(jī)的形象出現(xiàn)。所以，我們也可以說(shuō)后PC時(shí)代的特點(diǎn)是計(jì)算機(jī)無(wú)處不在、很少可見(jiàn)。

    在IT業(yè)，如果要問(wèn)當(dāng)今最熱門(mén)的話題是什么[1]，從事硬件開(kāi)發(fā)的人會(huì)毫不猶豫地回答：信息家電；從事軟件開(kāi)發(fā)的人同樣也會(huì)毫不猶豫地回答：Linux。事實(shí)上，當(dāng)人們?cè)谡務(wù)揚(yáng)DA、手持電腦、機(jī)頂盒時(shí)，后PC時(shí)代就到來(lái)了，或者說(shuō)信息家電時(shí)代到來(lái)了。信息家電之所以直到現(xiàn)在才變得火爆，一個(gè)很重要的原因就是Linux的加入。廉價(jià)的Linux資源與信息家電結(jié)合，真正宣告了信息家電時(shí)代的到來(lái)，嵌入于信息家電（或其他設(shè)備）中的Linux棗嵌入式Linux,是國(guó)際軟件界的一個(gè)新寵。Linux是個(gè)天生的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，成熟而且穩(wěn)定。Linux是開(kāi)放源代碼的，任何人都可以修改它，或者用它開(kāi)發(fā)自己的產(chǎn)品。Linux系統(tǒng)是可以定制的，系統(tǒng)內(nèi)核最小時(shí)目前只有134kB。一個(gè)帶有中文系統(tǒng)以及圖形化界面的核心程序也可以做到不足1MB，而且同樣穩(wěn)定。因此，Linux作為嵌入式系統(tǒng)新的選擇，是非常有潛力的[3]。

    國(guó)際上有數(shù)以百計(jì)的嵌入式Linux開(kāi)發(fā)計(jì)劃，在國(guó)內(nèi)，這方面的發(fā)展也有了較大進(jìn)展。博利思軟件公司在這方面做了一些有益的嘗試，并于最近推出了一個(gè)嵌入式Linux操作系統(tǒng)棗PocketIX 預(yù)覽版（下載網(wǎng)址為：pocketix.com/software/software.htm。）。PocketIX是一個(gè)內(nèi)核基于標(biāo)準(zhǔn)Linux的嵌入式操作系統(tǒng)，由一個(gè)體積很小的內(nèi)核及一些可以根據(jù)需要進(jìn)行定制的系統(tǒng)模塊組成。其系統(tǒng)占用空間小、啟動(dòng)速度快、穩(wěn)定性好，并具有多任務(wù)、多線程的特征。與傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)相比，PocketIX采用標(biāo)準(zhǔn)的Linux結(jié)構(gòu)，所有運(yùn)行在標(biāo)準(zhǔn)Linux下的應(yīng)用軟件都可平滑移植到該系統(tǒng)上。

    在傳統(tǒng)家電向信息家電過(guò)渡時(shí)，操作系統(tǒng)小型化、產(chǎn)品穩(wěn)定性及是否易于開(kāi)發(fā)等成了至關(guān)重要的問(wèn)題。嵌入式Linux雖然只是剛剛興起的熱門(mén)技術(shù)，但它卻能很好解決上述問(wèn)題。作為嵌入式Linux產(chǎn)品的研發(fā)，涉及到嵌入式微處理器技術(shù)、Linux技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、通訊產(chǎn)品設(shè)計(jì)師的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，華恒網(wǎng)絡(luò)技術(shù)公司正是基于在以上經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)，成功推出國(guó)內(nèi)首款基于嵌入式Linux超小型應(yīng)用產(chǎn)品――網(wǎng)絡(luò)管理卡，該產(chǎn)品已經(jīng)批量生產(chǎn)、投放市場(chǎng)。有關(guān)詳情可訪問(wèn)該公司站點(diǎn)（hhcn.com）。

2　嵌入式Linux開(kāi)發(fā)的優(yōu)點(diǎn)及版本

    嵌入式Linux由于代碼開(kāi)放性以及強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，在中低端的嵌入式網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中應(yīng)用起來(lái)，比起pSOS+,VxWorks等專用系統(tǒng)有許多優(yōu)勢(shì)，Linux甚至支持藍(lán)牙技術(shù)，VxWorks對(duì)于新技術(shù)的支持遠(yuǎn)沒(méi)有Linux那么迅速；從我們開(kāi)發(fā)路由器卡可知：從產(chǎn)品上市時(shí)間到產(chǎn)品的功能不斷擴(kuò)充、開(kāi)發(fā)人力的投入都驗(yàn)證了使用嵌入式Linux作為操作系統(tǒng)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)。如果是用VxWorks作為平臺(tái)來(lái)做就相當(dāng)困難，一系列的防火墻協(xié)議以及Web Server協(xié)議、TCP/IP整個(gè)體系結(jié)構(gòu)、撥號(hào)協(xié)議等等，不是自己開(kāi)發(fā)就是要買(mǎi)VxWorks的編譯好的庫(kù)（不公開(kāi)源代碼的），價(jià)格也比較昂貴。表1將專用嵌入式實(shí)用操作系統(tǒng)與嵌入式Linux作了詳細(xì)的分析和比較。

表1　專用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)與嵌入式Linux的比較

專用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

嵌入式Linux操作系統(tǒng)

版權(quán)費(fèi)

每生產(chǎn)一件產(chǎn)品需交納一份版權(quán)費(fèi)

免費(fèi)

購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用

人民幣數(shù)十萬(wàn)元

免費(fèi)

技術(shù)支持

由開(kāi)發(fā)商獨(dú)家提供有限的技術(shù)支持

全世界的自由軟件開(kāi)發(fā)者提供支持

網(wǎng)絡(luò)特性

另加人民幣數(shù)十萬(wàn)購(gòu)買(mǎi)

免費(fèi)而且性能優(yōu)異

軟件移植

難，因?yàn)槭欠忾]系統(tǒng)

易，代碼開(kāi)放，有許多應(yīng)用軟件支持

應(yīng)用產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期

長(zhǎng)，因?yàn)榭蓞⒖嫉拇a有限

短，新產(chǎn)品上市迅速，因?yàn)橛性S多公

開(kāi)的代碼可以參考和移植

實(shí)時(shí)性能

好

需改進(jìn)，可用RT_Linux等模塊彌補(bǔ)

穩(wěn)定性

好

較好，在高性能系統(tǒng)中仍需改進(jìn)

    Linux是自由的多任務(wù)操作系統(tǒng)，用戶可以獲得多種配置及體系不同的Linux版本。因此，如何選擇Linux的發(fā)行版本，也是我們要解決的一個(gè)重要問(wèn)題。

    Linux的版本主要有3大類：

(1)標(biāo)準(zhǔn)的Linux版本。

(2)小型化的嵌入式版本(Small foot-print“embedded”Version)。

(3)具有實(shí)時(shí)擴(kuò)展功能的Linux版本。

這3大類Linux版本的各自用戶所占的百分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)餅圖如圖1所示。

圖 1　各類Linux操作系統(tǒng)用戶分布圖

    另外，Linux還有一些特殊應(yīng)用、把Linux移植到非X86體系的CPU（包括PowerPC、RISC、68K以及許多別的微控制器）上的版本。例如有許多針對(duì)不同的如“瘦服務(wù)器”或“防火墻”應(yīng)用的小型化、實(shí)時(shí)特性增強(qiáng)的特殊版本。

我們要認(rèn)識(shí)到，所有的Linux發(fā)行版本都是在同一個(gè)框架結(jié)構(gòu)類型下發(fā)展演變的，它們使用的基本模塊都相同，其中包括Linux內(nèi)核、Shell命令（命令執(zhí)行解釋模塊）以及許多的通用工具。不同的是，數(shù)以百計(jì)的Linux應(yīng)用程序，被包含在不同的發(fā)行版本當(dāng)中，安裝的進(jìn)程處理程序也不同。

3　嵌入式Linux的一個(gè)開(kāi)發(fā)實(shí)例分析

    傳統(tǒng)的路由器都是使用專用的RTOS開(kāi)發(fā)的，在開(kāi)發(fā)TCP/IP、防火墻協(xié)議以及Web Server協(xié)議時(shí)都只能自己去實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)品上市的周期非常長(zhǎng)，對(duì)新協(xié)議、新接口的支持以及設(shè)備升級(jí)的周期也很長(zhǎng)，因?yàn)閷Ｓ玫腞TOS有關(guān)內(nèi)容都要自己開(kāi)發(fā)；而對(duì)于Linux來(lái)說(shuō)，這些都可以直接從網(wǎng)上獲得代碼，針對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的要求作必要的改動(dòng)即可，對(duì)新協(xié)議、新接口的支持也是如此，無(wú)需要自己從頭去開(kāi)發(fā)。

    在表2中，我們將分別利用VxWorks專用操作系統(tǒng)和嵌入式Linux操作系統(tǒng)來(lái)開(kāi)發(fā)路由器作了詳細(xì)地比較和分析。

表2　開(kāi)發(fā)路由器情況表

使用VxWorks專用操作系統(tǒng)

使用嵌入式Linux操作系統(tǒng)

產(chǎn)品上市時(shí)間

長(zhǎng)達(dá)9個(gè)月

僅需3個(gè)月

投入開(kāi)發(fā)的人力

多達(dá)6人以上

只需3人

產(chǎn)品的附加成本

每臺(tái)路由器需要交一份版權(quán)費(fèi)，成本大大提高

沒(méi)有任何附加費(fèi)

產(chǎn)品功能的豐富性

一般，增加功能要象廠家購(gòu)買(mǎi)模塊

豐富，可利用自由軟件的大量公開(kāi)代碼移植

網(wǎng)絡(luò)特性

另外購(gòu)買(mǎi)網(wǎng)絡(luò)模塊，如OSPF動(dòng)態(tài)路由協(xié)議庫(kù)，很昂貴；若自行開(kāi)發(fā)則穩(wěn)定性較差且開(kāi)發(fā)時(shí)間長(zhǎng)

免費(fèi)獲得自由軟件代碼，只需移植，由于來(lái)

自桌面Linux平臺(tái)，繼承性好、穩(wěn)定性好、

開(kāi)發(fā)時(shí)間短

產(chǎn)品升級(jí)以及對(duì)

新網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的支持

廠家反映慢，支持慢，不一定能支持新特性

利用全世界Linux自由軟件開(kāi)發(fā)團(tuán)體的力量

，支持迅速

4　嵌入式Linux的網(wǎng)上資源

    4.1　標(biāo)準(zhǔn)的Linux版本

(1)Caldera：calderasystems.com/

(2)Corel：linux.corel.com/

(3)Debian：debian.org.com/

(4)Mandrake：linux-mandrake.comlen/

(5)Red Hat：reahat.com/

(6)Slackware：slackware.com/

(7)SuSE：suse.com

(8)Turbo Linux：turbolinux.com/

    4.2　小型化的嵌入式版本

    (1)ETLinux：prosa.it/embedded/etlinux/

    (2)LEM：linux-embedded.com/lem.php3

    (3)Linux Router Project：linuxrouter.org/

    (4)LOAF：loaf.ecks.org/

    (5)ucLinux：uclinux.org/

    (6)uLinux：sunsite.auc.dk/mulinux/

    (7)ThinLinux：thinlinux.org

    4.3　具有實(shí)時(shí)擴(kuò)展功能的Linux版本

    (1)RTLinux：rtlinux.com

    (2)RTLinux：FSMLabs.com

    (3)RTAI：rtai.org/

    (4)EL/IX：sourceware.cygus.com/elix/

    (5)SRT-Linux：cl.cam.ac.uk/~dmi1000/linux-srt/index.html

    4.4 　Linux特殊應(yīng)用版本

    (1)FirePlugLinux：fireplug.com/

    (2)KOSIX：touchdynamics.com/KOSIX.html

    (3)Linux Router Project：linuxrouter.org/

    (4)Pizzabox Linux：jrcs.co.wk

5 結(jié)束語(yǔ)

    盡管絕大部分的嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺(tái)仍掌握在外國(guó)大公司的手中，國(guó)產(chǎn)的嵌入式操作系統(tǒng)在技術(shù)含量、兼容性、市場(chǎng)運(yùn)作模式等方面還有相當(dāng)長(zhǎng)的一段距離。但由于Linux自由操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，特別是將嵌入式系統(tǒng)和Linux有機(jī)結(jié)合起來(lái)的嵌入式Linux，給我們提供跟蹤國(guó)外嵌入式操作系統(tǒng)最新應(yīng)用技術(shù)難得的機(jī)遇。嵌入式Linux將在機(jī)頂盒、掌上電腦或PDA、手機(jī)和尋呼機(jī)上網(wǎng)、車(chē)載盒、工業(yè)控制等方面有著廣泛地應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

1.廖原.細(xì)看嵌入式中文Linux　中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào)　2000.7.4

篇9

生理測(cè)定技術(shù)是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。目前，有很多技術(shù)等生物測(cè)定技術(shù)可用于身份認(rèn)證，包括：虹膜識(shí)別、視網(wǎng)膜識(shí)別、面部識(shí)別、簽名識(shí)別、聲音識(shí)別技術(shù)、指紋識(shí)別技術(shù)等。其中指紋因具有終生不變性及穩(wěn)定性，是目前應(yīng)用前景較好的生物識(shí)別系統(tǒng)。但指紋識(shí)別目前在國(guó)內(nèi)乃至世界仍未普及的主要原因是：（1）速度慢：目前一般系統(tǒng)辨別需要數(shù)秒鐘甚至更長(zhǎng)；（2）性能差：錯(cuò)誤拒識(shí)率（FRR）和錯(cuò)誤接受率（FAR）過(guò)高，目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的系統(tǒng)一般FRR<3%,FAR<1/106；（3）價(jià)格高：由于目前國(guó)內(nèi)主要引用國(guó)外成熟的指紋識(shí)別技術(shù)，并且比對(duì)系統(tǒng)采用PC機(jī)處理，體積龐大，不便移動(dòng)。本系統(tǒng)在對(duì)指紋識(shí)別技術(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，與嵌入式技術(shù)相結(jié)合，可較好地解決上述問(wèn)題。

1 指紋識(shí)別原理

指紋識(shí)別的基本原理為：采用細(xì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)模型來(lái)做細(xì)節(jié)匹配，即對(duì)指紋的脊線末梢和指紋的脊線分支點(diǎn)提取特征點(diǎn)鑒定指紋。具體的自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)框圖見(jiàn)圖1。

    指紋圖像的預(yù)處理：目的是去除指紋圖像中的噪音，將其轉(zhuǎn)化為一幅清晰的點(diǎn)線圖，便于提取正確的指紋特征。預(yù)處理影響指紋識(shí)別的效果，具有重要的意義。它分四步進(jìn)行，即灰度濾波、二值化、二值去噪、細(xì)化。

對(duì)圖像細(xì)化后，采用細(xì)節(jié)點(diǎn)模反提取出指紋圖像的脊線末梢和脊線分支點(diǎn)的位置，將指紋認(rèn)證問(wèn)題轉(zhuǎn)化成為點(diǎn)模式匹配問(wèn)題。建檔時(shí)將特征位置點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為極坐標(biāo)后存入數(shù)據(jù)庫(kù)，作為建檔模板。指紋比對(duì)時(shí)，采用同樣的方法，得到比對(duì)模板。由于要考慮指紋的平移和旋轉(zhuǎn)（對(duì)極坐標(biāo)只考慮旋轉(zhuǎn)），對(duì)每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)A，在指紋圖像上尋找兩個(gè)與其最后的關(guān)鍵點(diǎn)R、S，把A、R、S點(diǎn)的類型（末梢或分支點(diǎn)）分別紀(jì)錄為nType1、nType2、nType3；把連接點(diǎn)A與點(diǎn)R、點(diǎn)A與點(diǎn)S、點(diǎn)R與點(diǎn)S的3條虛擬線段所跨越的脊線數(shù)分別記為nCrossNum1、nCrossNum2、nCrossNum3。如果這兩點(diǎn)滿足一定茶杯條件，則認(rèn)為點(diǎn)A與點(diǎn)B初匹配成功，如此可選擇出最好的3組對(duì)應(yīng)點(diǎn)，計(jì)算出比對(duì)模板相對(duì)建檔模板的旋轉(zhuǎn)角度，將比對(duì)模板矯正后，再進(jìn)行細(xì)節(jié)點(diǎn)的精細(xì)匹配，根據(jù)隸屬函數(shù)可計(jì)算兩個(gè)指紋的相似度。如大于某個(gè)閾值，則認(rèn)為是同一指紋。

2 系統(tǒng)的定制

2.1 選擇嵌入式操作系統(tǒng)

隨著微電子技術(shù)的進(jìn)步，芯片的制造成本和銷售價(jià)格都大大降低了，而功能和內(nèi)部支持的端口卻大大擴(kuò)展了，16位和32位嵌入式處理器逐漸成為電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主流。為了縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期和運(yùn)行時(shí)間，使工作更穩(wěn)定、更可靠和更高效并實(shí)現(xiàn)需要的復(fù)雜功能，需要運(yùn)行于嵌入式處理器上的嵌入式操作系統(tǒng)，才能形成完整的系統(tǒng)平臺(tái)。當(dāng)前嵌入式操作系統(tǒng)包括Microsoft Embedded NT 4.0、Microsoft Windows CE、Nucleus PLUS、pSOSystem等。由于指紋識(shí)別對(duì)系統(tǒng)計(jì)算能力要求較高，需要具有強(qiáng)大的管理功能，并不需要硬實(shí)時(shí)功能，在實(shí)際開(kāi)發(fā)中選用Microsoft Embedded NT 4.0嵌入式操作系統(tǒng)，它具有操作系統(tǒng)的完善功能和強(qiáng)大的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)功能；開(kāi)發(fā)環(huán)境可選用Visual C++ 6.0并支持組件對(duì)象模型、MFC、ATL等。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，可滿足設(shè)計(jì)要求。

2.2 系統(tǒng)硬件選擇及開(kāi)發(fā)

系統(tǒng)硬件框圖見(jiàn)圖2。

    (1) 工控主板選用研祥PI6584V工控主板，并配如下部件:CPU（AMD K6-2）、內(nèi)存（168線64MB）、PC 104以太網(wǎng)卡、32MB DOM。該部分采用5V供電，靜態(tài)耗電50μA。峰值耗電量50mA。體積為50mm×80mm×20mm。工控主板在系統(tǒng)中所起作用：搭載系統(tǒng)應(yīng)用軟件；使用EPP1.9模式，通過(guò)并口從并口板讀取指紋圖像數(shù)據(jù)；將指紋圖像數(shù)據(jù)通過(guò)指紋建檔算法轉(zhuǎn)化為指紋特征值存入DOM中；實(shí)時(shí)采集指紋與DOM中指紋特征值進(jìn)行比對(duì)；接收鍵盤(pán)輸入鍵值并根據(jù)按鍵功能定義進(jìn)行相應(yīng)操作；系統(tǒng)狀態(tài)信息通過(guò)串口輸出到控制板中，完成人機(jī)操作界面顯示。

(2) 指紋采集頭組件（COMS板）。COMS板的主要功能為：實(shí)時(shí)通過(guò)光學(xué)指紋采集儀將指紋圖像折射到采像芯片上，由采像芯片完成模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，并送往并口板存儲(chǔ)器中暫存。COMS板的核心器件為OV7120和指紋采集儀。OV7120為黑白單元COMS VGA采像器件。指紋采集儀為光光采像頭，型號(hào)為ZYZ202A。該型號(hào)采像頭為長(zhǎng)春方圓定型產(chǎn)品，主要技術(shù)參數(shù)：手指接觸面：光學(xué)玻璃；采像有效面積：22mm×22mm；成像方式：棱鏡折射式；圖像分辨率：450dpi。

(3) 并口板主要功能為：通過(guò)I2C總線對(duì)COMS板中采像芯片OV7120設(shè)置有關(guān)參數(shù)；從COMS板提取指紋采像數(shù)據(jù)并暫存于存儲(chǔ)器中；每存取一幀圖像數(shù)據(jù)即通過(guò)并口（EPP模式）向工控主板發(fā)出請(qǐng)求信號(hào)；根據(jù)工控主板發(fā)出的數(shù)據(jù)提取信號(hào)將指紋圖像數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)處理；實(shí)時(shí)檢測(cè)整機(jī)內(nèi)部環(huán)境溫度并控制相關(guān)排風(fēng)扇的工作。并口板的核心器件為EPM7032、AT89C2051、IS61C1024L。EPM7032為FPGA，其主要作用是完成COMS板指紋圖像數(shù)據(jù)到工控主板的數(shù)據(jù)傳遞。AT89C2051是通用8位單片機(jī)。IS61C1024L為128K×8bit高速COMS靜態(tài)存儲(chǔ)器，與并口板之間采用IDC-20P雙排針接口。

(4) 控制板主要功能為：接受外部命令并將對(duì)應(yīng)鍵值輸入工控主板以完成相關(guān)操作，通過(guò)串口從控主板獲取顯示內(nèi)容并轉(zhuǎn)化為液晶屏顯示所需格式?？刂瓢搴?5個(gè)銨鍵，為導(dǎo)電膠方式。按鍵包括：Menu、Cancel、OK、0～9、<、>共15個(gè)鍵。控制板的核心器件為鍵盤(pán)掃描芯片EM83050和標(biāo)準(zhǔn)8位單片機(jī)AT89C2051。與工控主板之間采用TJC3-3P插座；與液晶屏之間采用TJC3-9P插座。

(5) 液晶屏主要用來(lái)顯示系統(tǒng)所處狀態(tài)。液晶屏型號(hào)為WGM12232H，點(diǎn)陣大小122×32。

串口LED顯示采用RS232/485接口與計(jì)算機(jī)通信，通信方式：RS232接口、115200bps、異步8位、1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、1位停止位。

發(fā)送數(shù)據(jù)格式如下：

55H AAH XX顯示數(shù)據(jù)

其中，55H AAH為數(shù)據(jù)頭標(biāo)志，XX為背光控制字：48H點(diǎn)亮背光，其余不點(diǎn)亮背光。

通信說(shuō)明：通信主動(dòng)方為PC，被動(dòng)方向LCD。首先PC發(fā)送數(shù)據(jù)頭命令55H、AAH，LCD接收到數(shù)據(jù)頭后，判斷是否正確。若正確則開(kāi)始接收背光控制字并顯示數(shù)據(jù)；否則退出接收狀態(tài)。傳輸數(shù)據(jù)中，當(dāng)LCD端檢測(cè)到傳輸中斷超時(shí)，即退出接收狀態(tài)。LCD值守狀態(tài)時(shí)處于背光熄滅狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)有鍵按下或有指紋時(shí)，上位機(jī)發(fā)送背光控制字（48H）使背光點(diǎn)亮。

完成硬件設(shè)計(jì)，通過(guò)編寫(xiě)測(cè)試軟件在PC平臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試，基本可滿足系統(tǒng)要求。

3 軟件及驅(qū)動(dòng)編寫(xiě)

3.1 嵌入式NT系統(tǒng)定制

硬件測(cè)試完成后，根據(jù)硬件的中斷號(hào)、插槽及系統(tǒng)要求的性能，需要對(duì)嵌入式NT進(jìn)行定制。在NT系統(tǒng)裁減器中，主要選擇如下：

（1） 選擇Minimal With Network Copy至Minimal With Network；

（2） System中Devices選擇Display-NullVga,Serial Ports-com1/com2（中斷號(hào)：5/6），Parallel Ports-LPT1；

（3） Networks:Network adapters-Novel NE2000 Compatile Adapts,Network Protocol-TCP/IP,Network Services-LAN Manage Workstations、Simple TCP Service、DHCP client Winsock；

（4） Share System Component中選擇Display Common、Keyboard driver common、Network Common、Virtual memory mamage；

（5） Applications中選擇Shell-command Shell，Utilities-Windows NT Command Prompt。

生成操作系統(tǒng)后，做一張嵌入式NT啟動(dòng)盤(pán)，用啟動(dòng)盤(pán)格式化DOM，鍵入NTBoot>后將操作系統(tǒng)拷貝至DOM，NT操作系統(tǒng)即可運(yùn)行。

3.2 軟件編寫(xiě)

系統(tǒng)流程圖見(jiàn)圖3。

系統(tǒng)啟動(dòng)部分主要功能：初始化指紋識(shí)別模塊InitFp()；初始化串口和刷新液晶LCDInit(int(hWnd))；初始化字庫(kù)IniFontLib（）；初始化鍵盤(pán)響應(yīng)InitKeySys（）；初始始化字庫(kù)IniFontLib()；初始化鍵盤(pán)響應(yīng)InitKeySys()；初始化并口采像設(shè)備InitParrel（）；初始化液晶顯示InitDispary（）；將指紋庫(kù)，密碼庫(kù)裝入內(nèi)存LoadAll（）。系統(tǒng)啟動(dòng)完成后開(kāi)始線程ThreadMain（），在線程中進(jìn)入程序死循環(huán)，在循環(huán)中主要響應(yīng)按鍵和采集圖像進(jìn)行指紋比對(duì)其中按鍵響應(yīng)分三部分；

（1） 當(dāng)輸入的按鍵個(gè)數(shù)等于設(shè)定個(gè)數(shù)（人員代碼長(zhǎng)度+密碼長(zhǎng)度）時(shí)，進(jìn)行密碼考勤；

（2） 指紋考勤分為分組考勤（即輸入接鍵的數(shù)字鍵數(shù)目為1時(shí)進(jìn)行）、1:1考勤（即輸入按鍵數(shù)目等于人員代碼長(zhǎng)度時(shí)進(jìn)行）；

（3） 值守狀態(tài)下，按MENU鍵，輸入正確系統(tǒng)密碼進(jìn)入管理狀態(tài)。

系統(tǒng)菜單包括：值守，指紋建檔，1:1建棣，密碼建檔，指紋刪除，密碼刪除，指紋查詢，指紋分組查詢，密碼查詢，系統(tǒng)日期，系統(tǒng)時(shí)間，默認(rèn)組設(shè)置，修改IP地址，語(yǔ)言設(shè)置，代碼長(zhǎng)度設(shè)置，系統(tǒng)密碼。

采集圖像進(jìn)行指紋比對(duì)：在大循環(huán)中，先讀圖像：ReadImg(Img,50)；如果讀圖像成功，進(jìn)行比對(duì):SysMatch（Img）；比對(duì)成功后，顯示人員代碼、姓名。

3.3 數(shù)據(jù)傳輸部分

定義流水帳結(jié)構(gòu)為：考勤時(shí)間:_SYSTEMTIME T;人員代碼：char Code[16]；出入標(biāo)志：Byte Inout。網(wǎng)絡(luò)傳輸采用標(biāo)準(zhǔn)TFTP和UDP協(xié)議進(jìn)行通信，詳細(xì)通信協(xié)議如下：

上傳下載采用TFTP協(xié)議，主要完成的功能包括：上載人員名單、備份、下傳流水帳、備份數(shù)據(jù)至主機(jī)。UDP主要負(fù)責(zé)打開(kāi)、關(guān)閉TFTP服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)通信模塊采用標(biāo)準(zhǔn)TFTP協(xié)議：

報(bào)頭==0x81 下載

報(bào)頭==0x82 上載

傳遞文件只能為流水賬、配置表、指紋數(shù)據(jù)、密碼裝飾。

4 實(shí)驗(yàn)及測(cè)試結(jié)果

系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，可脫機(jī)值守工作。122×32點(diǎn)陣LCD實(shí)時(shí)顯示時(shí)鐘、操作狀態(tài)，并具有15鍵操作鍵盤(pán)，可獨(dú)立完成建檔及查詢等功能。系統(tǒng)核查指紋1:N、1:1兩種方式兼容，體積小巧，支持桌面及壁掛放置（外形尺寸：255mm×176mm×100mm），提供RS232/R485、RJ45接口，支持局域網(wǎng)連接。提供識(shí)別記錄的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式，可用于二次開(kāi)發(fā)或與人事工資等管理軟件掛接。指紋登記個(gè)數(shù)≥3000枚，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量≥50萬(wàn)條記錄。

為驗(yàn)證系統(tǒng)性能，選取1000枚指紋作實(shí)驗(yàn)，其中每300枚指紋為一組，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

(1) 指紋核查通過(guò)時(shí)間：<2s；

(2) 誤識(shí)率（FAR）:<0.001%；

(3) 拒識(shí)率（FRR）:<1%；

(4) 功耗：<60W；

(5) 分辨率：450dpi。

篇10

競(jìng)爭(zhēng)決定策略轉(zhuǎn)變

研究供應(yīng)鏈最初建立的原因時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，鏈條的建立往往來(lái)自于最終用戶和供應(yīng)商之間在分銷商的溝通服務(wù)情況下的雙向選擇，而維持供應(yīng)鏈則需要分銷商盡可能地為上下游客戶創(chuàng)造更多的價(jià)值。對(duì)于元器件廠商就是如何更多地銷售產(chǎn)品，對(duì)于下游最終用戶則是如何更好帶來(lái)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。如同大多數(shù)分銷商從不僅僅一條產(chǎn)品線一樣，大的元器件廠商也不會(huì)將雞蛋放在一個(gè)籃子里，他們初入市場(chǎng)之時(shí)一般會(huì)選擇幾家分銷商自己的不同生產(chǎn)線，然后根據(jù)實(shí)際結(jié)果對(duì)分銷商的授權(quán)產(chǎn)品線進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，達(dá)到市場(chǎng)效果最佳化。面對(duì)這樣的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，就要求授權(quán)分銷商不能僅僅將業(yè)務(wù)局限在單純的元器件分銷上，需要為客戶提供更多有附加價(jià)值的東西，才能更好的抓住現(xiàn)有客戶，并在拓展新客戶的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)自身的發(fā)展壯大。

前幾年，隨著國(guó)內(nèi)分銷渠道的逐漸成熟，元器件授權(quán)分銷帶來(lái)的附加利潤(rùn)比例將逐漸減小，這就要求分銷商在擴(kuò)大市場(chǎng)需求的同時(shí)需要提供更有附加價(jià)值的產(chǎn)品，從而盡可能保證自身的健康發(fā)展，而產(chǎn)品技術(shù)解決方案是目前為元器件產(chǎn)品增加價(jià)值最常用的重要手段。對(duì)于上下游客戶來(lái)說(shuō)，分銷商提供完善的產(chǎn)品技術(shù)解決方案是一個(gè)非常有針對(duì)性的服務(wù)，延伸了傳統(tǒng)供應(yīng)鏈所涉及的物流和選件供貨的概念范圍，利用分銷商能同時(shí)接近本土客戶和元器件供應(yīng)商的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)分銷商的技術(shù)開(kāi)發(fā)，為元器件供應(yīng)商的新產(chǎn)品進(jìn)行本土化的專業(yè)設(shè)計(jì)，從而以一個(gè)完整的解決方案提供給客戶，加速其產(chǎn)品的上市時(shí)間并節(jié)約其上市成本，無(wú)疑將提升客戶產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。因此，提供技術(shù)解決方案已經(jīng)不僅僅是授權(quán)分銷商提供的附加增值服務(wù)，儼然成為決定授權(quán)分銷商能否壯大的第一次關(guān)鍵飛躍。

隨著技術(shù)解決方案在授權(quán)分銷商中的普及，分銷商需要尋找新的方向擺脫同質(zhì)化的競(jìng)爭(zhēng)，將自己提升到一個(gè)新的服務(wù)高度。在日益激烈的分銷渠道競(jìng)爭(zhēng)中，分銷商需要將供應(yīng)鏈的涵蓋范圍進(jìn)行二次延展，上游與原廠進(jìn)行更緊密合作，不僅要更好地承擔(dān)銷售和物流職能，還要進(jìn)一步延伸到市場(chǎng)職能領(lǐng)域，分銷商作為最貼近客戶的供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)，便于對(duì)客戶的需求有著更為直觀的了解，因此，分銷商要有目的地為原廠收集市場(chǎng)需求變化和產(chǎn)品反饋，了解客戶的運(yùn)營(yíng)詳細(xì)情況，協(xié)助原廠進(jìn)行新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與產(chǎn)品演進(jìn)規(guī)劃，盡可能提升原廠產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)值，從而為自己帶來(lái)更多競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

從客戶的角度來(lái)說(shuō)，滿足客戶個(gè)性化需求的分銷商可以稱為合格的分銷商，只有創(chuàng)造客戶需求的分銷商才能成為市場(chǎng)上最具競(jìng)爭(zhēng)力的分銷商，而如何創(chuàng)造客戶需求不僅僅依靠通過(guò)提供整體解決方案來(lái)帶給客戶最大的市場(chǎng)價(jià)值，還要參與到客戶的產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃中，一方面協(xié)助客戶設(shè)計(jì)符合市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)的產(chǎn)品，另一方面盡可能為客戶提供原廠有差異化的產(chǎn)品和有針對(duì)性的產(chǎn)品，讓客戶的產(chǎn)品更有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)特色，特別是要擅于根據(jù)原廠和客戶之間的運(yùn)營(yíng)計(jì)劃進(jìn)行有效地協(xié)調(diào)和規(guī)劃，讓雙方的步調(diào)盡可能保持一致，將整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行有效地整合。一言以蔽之，就是分銷商要爭(zhēng)取走在客戶前面，針對(duì)客戶的情況幫助客戶創(chuàng)造新的市場(chǎng)應(yīng)用空間，幫助客戶擴(kuò)大其產(chǎn)品市場(chǎng)空間，才能更有效帶動(dòng)自己元器件的銷售。

解決設(shè)計(jì)與供應(yīng)的協(xié)調(diào)

為了適應(yīng)分銷渠道市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，分銷商必須將供應(yīng)鏈的生存范圍再次擴(kuò)大，進(jìn)而覆蓋整個(gè)電子產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈，這就帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，要合理解決設(shè)計(jì)鏈和供應(yīng)鏈這兩個(gè)客戶鏈之間的協(xié)調(diào)問(wèn)題，授權(quán)分銷商需要從之前的單一物流和選件為主的供應(yīng)鏈向設(shè)計(jì)與供應(yīng)協(xié)調(diào)發(fā)展的供應(yīng)鏈過(guò)渡，再到涵蓋整機(jī)產(chǎn)品市場(chǎng)、研發(fā)與銷售的完整產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的轉(zhuǎn)變。在新的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中，需要在原有維持供應(yīng)渠道穩(wěn)定健康的同時(shí)，將設(shè)計(jì)管理作為發(fā)展的重點(diǎn)方向，并且圍繞著原廠與客戶的產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行供應(yīng)鏈的適應(yīng)性調(diào)整。在建立原始供應(yīng)鏈基礎(chǔ)上，首先要通過(guò)自身的服務(wù)獲取客戶和原廠的深層次信任，進(jìn)而對(duì)客戶提供技術(shù)解決方案要突出產(chǎn)品的專業(yè)性特點(diǎn)以實(shí)現(xiàn)錯(cuò)位經(jīng)營(yíng)，根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)滿足不同客戶的特定需求。之后，要更加注意原廠的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和客戶產(chǎn)品開(kāi)發(fā)進(jìn)度的掌握，確保原廠和客戶產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)度的有效協(xié)調(diào)，從而盡可能節(jié)省客戶產(chǎn)品的面世時(shí)間，帶來(lái)最大的競(jìng)爭(zhēng)價(jià)值。

如何盡可能提供給客戶最大的價(jià)值?在技術(shù)鏈方面，分銷商必須苦練內(nèi)功，積累自己的技術(shù)開(kāi)發(fā)實(shí)力，并且將自己的經(jīng)營(yíng)重心由單純的供應(yīng)渠道管理向技術(shù)研發(fā)方向偏移。特別是針對(duì)提供的產(chǎn)品技術(shù)解決方案進(jìn)行有針對(duì)性的人才培養(yǎng)與技術(shù)積累，爭(zhēng)取做到能夠與客戶一起開(kāi)發(fā)下游產(chǎn)品解決方案，甚至是獨(dú)立開(kāi)發(fā)解決方案提供給客戶。再深一個(gè)層次，分銷商要站在客戶的立場(chǎng)考慮市場(chǎng)需求，通過(guò)對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行有效地調(diào)研將市場(chǎng)需求和客戶的實(shí)際情況想結(jié)合，力爭(zhēng)在同質(zhì)化服務(wù)中體現(xiàn)個(gè)性化，不僅滿足客戶的需求，甚至應(yīng)該有能力做到超越客戶期望，特別是如果能解決客戶不能解決的技術(shù)問(wèn)題就能更有效的抓住客戶，創(chuàng)造更多需求。

價(jià)值決定存在，只有對(duì)客戶有價(jià)值的分銷商才能獲得客戶的長(zhǎng)期信賴。目前，提供技術(shù)解決方案已經(jīng)成為授權(quán)分銷商必不可少的一項(xiàng)專業(yè)服務(wù)，多數(shù)授權(quán)分銷商的員工構(gòu)成也逐漸向技術(shù)支持人員為主的結(jié)構(gòu)傾斜。下一步，分銷商的目標(biāo)應(yīng)該轉(zhuǎn)向整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的有效覆蓋和協(xié)調(diào)，利用分銷商渠道和客戶關(guān)系優(yōu)勢(shì)，將原廠與客戶的運(yùn)營(yíng)規(guī)劃有效的協(xié)調(diào)起來(lái)，進(jìn)而挖掘原廠和客戶的最大價(jià)值潛力，這既是對(duì)客戶和原廠最有效的服務(wù)，同時(shí)也是分銷商新的核心競(jìng)爭(zhēng)力之源。