嵌入式工控产品（精选九篇）
嵌入式工控产品 篇1
2010年5月13日, 英特尔企业合作和行业解决方案部门的中国区总监凌琦先生就英特尔在智能电网方面的进展与在京的部分媒体进行了交流。最近几年英特尔在中国的业务飞速发展, 呈现两大主要战略方向:一是高端的产品向更高性能发展;二是把更高的智能产品嵌入到国民经济相关的行业领域中去。
在企业、行业合作当中, 很多定制的产品是由基础的芯片和CPU支持, 英特尔希望推出可伸缩性、兼容性、低能效和高性能、低成本的产品;在电力、能源、交通运输方面, 下一代智能芯片, 尤其是在低功耗、高性能的智能芯片当中会有大规模的应用。新兴能源、输配电新技术、长距离输电、小区配电、新能源、电动汽车、数据中心等方面的发展将有利于更好地利用英特尔嵌入式芯片定制产品。
英特尔还展示了国外家庭试用智能机, 对家用电器嵌入智能芯片之后, 用户可以对电器用电的行为方式有所了解;通过传感器能够进行集中、分散控制, 从硬件的角度改变家庭用电方式, 使用电更加有效。同时, 也希望能够对新型的电网和使用电网环境当中获得更多智能信息, 如:通过无线网络搜集各用电设备耗电的状况, 能够告知用户耗电量什么时候最低, 什么时候最高;最终告知用户花了多少钱, 用了多少度电, 怎样改变会使整个电耗更加合理。所以, 从智能电网管理的角度, 英特尔嵌入式智能产品或者可以延伸到管理家庭的所有设备。
嵌入式产品开发工程师个人简历 篇2
姓 名： 应届毕业生求职网
国 籍： 中国
婚姻状况： 未婚
年 龄： 28 岁
目前所在地： 广州
民 族： 汉族
户口所在地： 湖南
身 材： 178 cm 66 kg
求职意向
人才类型： 普通求职
应聘职位： 电子/邮电/通讯类：嵌入式产品开发工程师、软件工程师：ARM&嵌入式Linux软件工程师、
工作年限： 6
职 称： 中级
求职类型： 全职
可到职日期： 随时
月薪要求： 3500--5000
希望工作地区： 广州
个人工作经历
公司名称： 广州××汽车用品有限公司
起止年月： -02 ～ -09
公司性质： 私营企业
所属行业： 电器，电子，通信设备
担任职务： 研发工程师
工作描述： 负责公司产品的改良以及开发新产品。有倒车雷达、防盗报警器、车窗关闭器、智能后视镜等。
离职原因： 参加ARM&嵌入式Linux培训
公司名称： 广州××电子科技有限公司
起止年月： 2009-08 ～ -08
公司性质： 中外合资
所属行业： 电器，电子，通信设备
担任职务： PCB工程师
工作描述： 负责无线通讯平台的设计工作。从电路板的设计，元件的选定、与供应商的协商采购，到样板的组装调试，以及量产车间的跟进整个流程。
主要产品： 无线通讯平台。
离职原因： 个人原因
公司名称： 广州××电子有限公司
起止年月： -03 ～ 2009-08
公司性质： 私营企业
所属行业： 电器，电子，通信设备
担任职务： 电子工程师
工作描述： 全权负责公司的新产品开发和改良旧产品等工作，电路原理图、PCB布局设计、样机组装、性能测试、生产工艺流程和相关报表单的制做。
主要产品： 电视机板，汽车功放板，保护板，电源板，升、降压板。
离职原因： 公司搬迁太远
教育背景
毕业院校： 华南理工大学
最高学历： 本科
毕业日期： 2007-07
所学专业一： 软件工程
所学专业二： 电子电器
受教育培训经历：
起始年月 终止年月 学校(机构) 专 业 获得证书
-06 -06 广东省职业技能鉴定中心 计算机辅助设计绘图员(电子类) 职业资格中级证
-03 2007-07 华南理工大学 软件工程 本科毕业证
2013-09 2013-11 广东省嵌入式软件公共技术中心 ARM&嵌入式Linux开发 嵌入式Linux系统开发资格证书
语言能力
外语： 英语 一般
国语水平： 一般
粤语水平： 一般
工作能力及其他专长
本人对模拟电路和数字电路有一定的理论基础，能设计电路原理图，对电子元器件有深刻了解，实践经验丰富，能够非常熟练的运用Protel 99SE、Altium Designer DXP软件布局设计多层PCB板，能够独立完成产品开发。精通C语言、熟练掌握C++语言，熟悉C51系列、PIC系列单片机编程，从事PIC编程实际开发产品工作一年。
熟悉ARM体系结构、Linux操作系统、嵌入式Linux开发环境、交叉编译环境;掌握ARM(920T系列)外围芯片的设计与编程、Linux下应用编程、u-boot的移植、Linux内核的剪裁编译移植、根文件系统建立、字符设备编程、块设备编程、网络设备编程、驱动编程、GUI编程;了解嵌入式系统的设计和开发流程。非常熟悉ARM9的S3C2410处理器，能够对它的所有功能模块编程应用(键盘扫描、汉字字符、外部中断、串口通信、红外通信、Watchdog、ADC、PWM、RTC、NorFlash、NandFlash、IIC总线应用、IIS总线应用、TFT液晶屏、触摸屏、SD卡、USB设备、TFTP以太网通讯等)。培训毕业设计项目是：基于ARM9和嵌入式Linux的`无线影像点播系统，要求在开发板上用触摸屏操作播放器，通过无线网络播放服务器里的资源文件。项目要做的工作包括：建立交叉编译环境、NFS配置、Bootloader移植、Linux内核配置(CPU选型、LCD驱动、触摸屏驱动、CS8900网卡驱动、VT6656无线网卡驱动，USB支持，文件系统支持等)、编译移植内核、带Qt与Tslib库的JFFS2根文件系统制作、Mplayer播放器移植、QT界面制作等。
职业目标：专注于嵌入式产品软硬件研发。
详细个人自传
本人勤于学习，工作认真细心负责，合作性强，勇于上进思想品德端正，勤钻研。加入广州××电子有限公司，全权负责公司的新产品开发和改良旧产品等工作，电路原理图、PCB布局设计、样机组装、性能测试、生产工艺流程和相关报表单的制做，该公司的主要产品是液晶显示器、车载电视、直流升(降)压电源、功放等。加入广州××电子科技有限公司，负责无线通讯平台的设计工作。从电路板的设计，元件的选定、与供应商的协商采购，到样板的组装调试，以及量产车间的跟进整个流程。进入广州××公司，负责公司电子工程相关工作，旧产品改良换代、新产品的研发制作等工作。
现愿为有发展前景及良好工作氛围的公司效力，盼望能与贵公司同仁一道为公司快速稳定的发展而努力奋斗!
个人联系方式
电 话：×××××××××××
嵌入式工控产品 篇3
IDC数据显示，2012年亚洲智能系统超过 3.38 亿个单位，市场规模近 2600 亿美元，到2016 年，亚洲将占据全球智能系统市场的1/3，智能系统设备将接近7 亿个单位，市场收入将达到 4770 亿美元。
“这意味着，除服务器、平板电脑、PC和智能电话之外，最大、最重要的一块市场就是嵌入式智能系统，嵌入式智能系统的设备总量比其他四类设备加起来还要多。”Doyle说，这是微软必须抓住的机会。
根据微软和行业内众多合作伙伴达成的共识，智能设备需要具备互联性、安全性、统一的身份管理、全周期的可管理性、良好的用户体验以及具备分析能力6大属性。为此，微软在当天宣布，为了使智能系统更好地与最新的Window 8统一，微软特别将Embedded嵌入式产品进行了全面的更新和升级，在命名上也统一称为Windows Embedded 8。
根据微软公布的Windows Embedded 8产品路线图，目前Windows Embedded 8 Standard预览版本已发布，正式版本将于2013年3月与Windows Embedded 8 Pro共同发布。其他包括针对零售服务的解决方案以及手持设备的版本都将于明年初陆续发布。
嵌入式工控产品 篇4
关键词：工控监测系统,ARM-Linux,操作系统移植,设备驱动,FFT
1 概述
随着科学技术的日益发展, 人们对设备状态监测和设备运行信息分析技术的研究和具体应用提出了越来越高的要求。针对设备状态监测系统来说, 目前的一些测试分析仪器由于各种原因还不能完全满足应用的要求。本课题研究的目的就是利用先进的RISC技术和嵌入式技术, 设计开发一种在一定领域内具有一定通用性的基于嵌入式Linux的设备运行状态监测系统。目前主要应用于炼钢厂, 将炼钢现场的各种气体监测参数实时的进行处理、数据图形显示和无线传送到Internet网络上的监控中心, 监控中心根据传送来的数据进行分析并对一些异常状况执行相应的控制指令。由于嵌入式系统通常面向具体某种应用场合, 其软硬件结合紧密, 因此非常个性化。本课题的另一个目的就是在一定的应用领域中, 开发出的监测系统具有通用性, 避免或减少因环境或前端设备的改变而需要进行的二次开发, 缩短开发周期, 提高设备运行的安全性、可靠性、连续性, 减少维护费用和生产费用。
2 系统结构设计
2.1 系统硬件设计
本系统硬件主要包括4大部分:电源部分、传感器及信号调理电路、A/D转换电路、FPGA以及ARM端部分。
本系统有8个模拟信号输入端, 信号调理电路对由传感器采集过来的8路模拟信号进行处理, 包括整形、放大等, 以便A/D转换芯片接收。多通道A/D转换器对这8路信号进行采样, 得到的数据交由FPGA进行处理。最后传输到ARM, ARM利用这些数据显示数据信息或通过GPRS传输到监控中心的主机。本系统CPU是由FPGA+ARM芯片组成的CPU系统模块, FPGA芯片负责各种信号的运算处理;ARM芯片及其外围芯片负责将FPGA处理好的数据进行再处理, 比如实时作图、信号的平滑、FFT运算和其他的一些数据显示等, 通过LCD接口在LCD上显示实时数据及波形, 利用GPRS模块将数据传输到远程中心控制计算机。
2.2 系统软件设计
对于一个完整的应用系统的开发, 硬件的设计与调试工作仅占整个设计的一部分, 应用系统的程序设计也是嵌入式系统设计中一个非常重要的方面, 程序的质量直接影响整个系统功能的实现。本系统的软件设计主要包括两部分, 一部分是部分硬件的驱动程序设计, 包括FPGA驱动和LCD显示器的驱动;一部分是ARM端的系统应用程序设计, 主要完成界面设计、数据采集和数据图形的实时显示。
2.2.1 ARM端的系统软件设计
ARM端软件主要包括4大模块:ARM系统初始化模块、数据缓存模块、数据图像模块和无线数据传输模块。
下面详细介绍一下这些模块的功能:
(1) 数据采集及处理模块。A/D转换完成后, 采用固定时间间隔来读取数据, 并进行数据整理、存储和数据处理, 如FFT运算、信号平均等。在ARM端和FPGA中都有数据缓存模块, 但是它们的功能有一点小小的区别。FPGA中的数据缓存模块具有双重功能:一个是用于缓冲采集过来的数据;另一个是用于与ARM进行数据交换。而ARM端的数据缓存模块仅仅用于与FPGA进行数据的交换。
(2) ARM系统初始化模块。主要包括ARM系统的各种状态寄存器以及控制寄存器进行设置, 同时还有加载操作系统ARM-Linux, 对FPGA发送相应的控制指令等。
(3) 数据图形显示模块。数据图形显示模块用于ARM与LCD之间的数据传输, 将原始采样数据经过相应的处理将数据何图形显示到LCD上, 便于观察、分析。图形界面利用Qt/Embeded这个嵌入式的GUI来完成。
(4) 无线数据传输模块。实时的将从FPGA中传输过来的数据通过TCP/IP协议传输到Internet网上, 供网络上的监控中心主机观察、分析。
3 数据处理
本系统要求能够进行简单的数据分析功能, 我们主要进行了FFT运算和信号平均。本系统利用实数FFT算法, 主要是因为从FPGA中读取的数据是经过量化的实数数据, 实数序列的运算速度比复数要快1倍, 充分利用对称性, 减少了硬件开销, 运算量小, 在工程上易于实现。
在工控监测系统中, 我们需要知道被测信号的平均值以及其波动情况, 平均算法主要有线性平均、指数平均、加权平均等。本系统中主要用到了线性平均。
4 结语
随着嵌入式技术的飞速发展, 现代测量对电子仪器精度、速度、智能化等各方面要求越来越高, 传统的以单片机为主CPU的工控监测技术方案很难满足这些需要。本文提出了ARM+FPGA+嵌入式Linux的设计方案。在硬件上, 充分利用了ARM微处理器强大的控制性能和灵活的接口功能以及FPGA丰富的逻辑资源, 可以大大简化编程和方便系统升级。在软件上, 嵌入式Linux的使用使得本系统平台更加通用, 也方便了系统的升级维护以及第三方软件的移植。
参考文献
[1]杜春雷.ARM体系结构与编程.清华大学出版社, 2003.2
[2]马中梅, 李善平, 康慨, 等.ARM&Linux嵌入式系统教程.北京航空航天大学出版社, 2004.12
[3]陈莉君.Linux操作系统内核分析.人民邮电出版社, 2000.3
嵌入式工控产品 篇5
在一些大城市,如日本东京,任何商业性房产租赁费用都很高,促使自动售货机流行起来。这些特殊机器像微型小店一样工作,可以提供从饮料到生鲜食品、从有形商品到无形商品甚至可能还有未来很多难以想象的应用。某家日本售货机制造商想要寻找一种基于PC的控制器能够适合这种机器的超紧凑设计,还需具有开放架构和丰富的I/O接口。研华推荐ARK-1360嵌入式工控机以满足该商家的需求,该产品具有超紧凑尺寸、无风扇低功耗的设计、丰富I/O功能等特性,并支持图像显示功能,可以通过动画广告形式播放在售商品。该产品还支持无线通信并允许通过信用卡、电子现金卡或手机付款进行支付。
系统需求
·超紧凑尺寸
经济高效Intel®AtomTM凌动嵌入式解决方案,支持MiniPCle扩展槽
·无风扇,超紧凑型嵌入式工控机
·内置Intel®AtomTM Z510P1.1GHz/Z530P1.6 GHz凌动处理器
·超低功耗解决方案
·一个mini-PCIe插槽,支持无线应用扩展
·1×10/100/1000工业以太网端口,4×USB2.0,2×COM
·超紧凑尺寸设计,无风扇坚固性结构,支持VESA安装
·防护等级IP40
·超低功耗
·1×mini-PCIe扩展插槽,可用于无线应用
·丰富I/O接口,包括1×GbE、2×COM和4×USB
·支持视频显示和音频扬声器
系统优势
ARK-1360配有Intel®Atom TM处理器,具有超低功耗性能,作为自动售货机的嵌入式控制。ARK-1360的功耗仅相当于基于Celeron®处理器控制器的20-30%。
ARK-1360通过COM端口连接至机器的输出系统,管理商品的发送、计算和记录销售等,并通过无线通信将库存信息及时传送各营业点的控制服务器中,便于供应商管理账务和安排补充存货。
ARK-1360带有1个mini-PCIe插槽,用于WLAN或HSDPA(可选)无线通信,以及用于连接IC卡读取器的USB接口,这就实现了信用卡、电子现金卡或手机账户付款。
ARK-1360支持图像和音频功能,可通过数字看板或平板屏幕上显示广告,满足客户所提出的多媒体功能。同时,该产品还支持通话系统实现机器与客户之间的亲切交流。
ARK-1360使所有这些应用成为可能,且产品空间利用率高、低功耗且易维护。这款无风扇嵌入式控制器的只有平装书大小,高度仅为44mm,节省了售货机的内部空间,并腾出更多空间用来储存商品。
客户反馈
嵌入式工控产品 篇6
具有无风扇嵌入式、工业特性、开放架构的工控机
近年来,制造执行系统MES(Manufacture Executive System)的理念已逐渐被国内各类行业所接受,并且付诸实践。最主要的原因是实行MES有诸多好处,但最终的目的都是为了提升企业本身的竞争力。唯有不断地提升竞争力,企业方能在众多的竞争者中脱颖而出。
以一个汽车制造厂为例,一但发生质量问题,工程师将会花费大量的时间处理该问题,其生产线在该时间内所能继续产出的机会成本也会耗费殆尽。而MES的实施,则可以有效提升并管控生产的效能,将成本控制落实到每个细节之处。
在工业信息化或是机械设备自动化中,底层控制多采用PLC,而在负责通讯或是数据采集的上位机选择上,更多的用户喜欢使用工控机。由于PC技术的进步,工控机的功能也得到了发展,在工业领域的应用普及率也迅速提升。随着科技的不断发展,相信工控机必将因其卓越的性能而成为工业自动化的主流控制系统。从市场反应的情况可以看出,在工控机和传统控制器的选择上,已经有越来越多的终端用户愿意使用性能更优的工控机系统。
但工控机也有不足之处,如稳定性、灵活性不如PLC,在对抗恶劣环境的能力方面也需要进一步提高。例如在实际应用中,有些现场环境十分恶劣,大量的粉尘、超高的温度、重电干扰严重等,与此同时现场对机身体积也有一定的限制要求。但由此可以清楚地看到新一代嵌入式工控机的定位:通过低功耗系统的设计,将整台嵌入式工控机的功耗设计在30W之内;全面导入整系统无风扇的设计理念,因为减少机械零件可大幅地增加系统的可靠性;周边I/O设计更适用于工业现场的应用,譬如隔离的串口、双网口设计等,更利于工厂的网络布线;电源输入设计采用直流电输入,并兼顾宽电源输入,可让嵌入式工控机方便地用于供电24V DC的工厂车间、48V DC的机车上甚至是110V DC的变电站内;小体积的设计更是让现场装机人员赞不绝口,灵活应用于众多工业现场内的电控箱中,易于安装及布线;搭配嵌入式操作系统技术,可以让客户自由开发客制化的操作系统,增加整机运行的效率,且大幅缩短开发的时间。
总之,研华自动化一直关注产品在工业现场应用中的适用性,将嵌入式工控机设计上的着力点把握在:
·无风扇嵌入式
·工业上所需要的规格
·开放式的PC架构功能
以上所有的特点均集成在同一台机器上,如图1所示。
嵌入式工控机在连锁店能源管理中的应用
在地域广大的国家或是地区,如中国、美国或是欧洲,因为管理不便,常常会造成能源的浪费。故在连锁店的经营模式中,能源管理就成为很重要的一项课题。特别是在一些加盟的快餐店、超市或是小吃饮食店,若能对个别的店家做好能源管理,从整体上就可省下可观的电费,对于企业的竞争力也是很重要的一环。
故在能源管理系统内,监控整个工厂或是设备的发电情况就显得尤为重要。除了管控每个设备所使用的发电量之外,还必须针对各个设备的用电量进行有效的管控,进而达到用电量最佳化的目标。能源管理系统的架构如图2所示。
研华自动化在不断提升自身产品的性能之余,更结合多年来的自动化应用经验,为连锁企业节能提供有效的解决方案。
图3为研华工业自动化为某连锁企业所做的节能方案。该企业在全国具有三千多间分店,遍布全国各地,每间展店里都有冷暖气及烤箱等耗电量甚大的设备,用电量难以管控。如果某些店的店长较负责任或是管理较健全,则可将用电量控制在合理的范围内,但对于某些店家,情况却有所不同。所以,业主对于庞大的电费开销感到非常困扰。这种因地域广大而造成的管理困难,不但耗费公司的开销,而且造成能源的极大浪费。
研华自动化所推出的整体节能设备方案,将能有效地解决以上问题。
首先利用工业数据采集器(ADAM-5510)将每间店的温度、湿度进行管控,并对于每个设备所耗费的电量进行实时监控,通过及时的内部以太网将数据传至现场的嵌入式工控机(UNO-2053E),并通过外部的网络(远程组态)将这些宝贵的信息传回至该企业的管理中心,进而对每个分店进行数据分析,从而实现电量使用的最佳控制。若是发现该店在非营业时间有异常的用电量,则也可通过远程组态下达控制指令对现场的设备进行管控操作。通过研华成套的解决方案,客户的用电量共节省了近40%。
UNO-2053E接口为一台带有2个LAN接口、2个RS-232接口的嵌入式工控机,客户选择该嵌入式工控机的原因如下:
具有无风扇、无转动部件的稳定性、多通讯端口的工业特性;内带嵌入式操作系统(XP embedded)以及功能强大的网络化组态软件(WebAccess)嵌入版,众多功能集成于一体,方便客户的使用
基于多核处理器的嵌入式工控机
过去传统的工控机大多还是集中使用。随着嵌入式技术的发展以及现场总线技术的使用,工控机的控制会向上、下两端延伸。整体规划还需考虑网络化的功能、处理速度快、及时性强和布线简单的特点。由于嵌入式工控机具备工业现场运行的特性、网络沟通的功能以及强大的CPU处理能力,嵌入式工控机将会在工厂的现场网络(网络下层或MES)中扮演重要角色。某些数据协议转换、存储或是运算的工作会交给现场的嵌入式工控机,而传统的工控机在网络架构中会向上层(ERP)转移,专职扮演好服务器(Server)的角色或是数据库(Database)的工作。故在整个工业控制、工厂自动化、机械设备自动化领域中,嵌入式工控机与传统工控机将成为相辅相成的合作关系而非竞争关系或取代关系。如此的架构规划,方可为用户带来最大的效益。
受益于低功耗处理器,目前的多核心CPU处理器的发热量被控制在30W之内,而CPU处理能力的提升却可达一般台式机的2.5～3倍,故传统的SCADA系统可以放在MES层内并以Database ODBC的方式与企业网络(ERP)连接。在这里,研华的新品UNO-2182,酷睿双核无风扇嵌入式工控机搭载Core 2 Duo (L7400)1.5GHz CPU,1GB DDR2内存,具备四个串口,两个千兆网口,同时可在60℃的高温下稳定的运行,能够为工业现场的用户带来极大的便利及效益。图4所示为几种不同CPU运算能力的对比。
研华自动化为用户提供最大价值
嵌入式工控产品 篇7
关键词：矿用产品,嵌入式程序,单片机,中断,状态机,读卡分站
0 引言
随着煤矿电子技术的不断发展, 矿用产品层出不穷, 产品性能也在不断提升。同样的CPU、同样的外设, 产品的性能却有很大的差异, 这主要与产品内部程序的架构、算法有关。因此, 采用合理程序的产品在稳定性、准确性、实时性和自动化方面都会有质的飞跃。本文以某读卡分站为例, 介绍嵌入式程序设计在矿用产品中的应用, 供大家参考。
1 嵌入式程序
1.1 嵌入式软件开发流程
(1) 需求分析阶段
① 识别和分析问题;② 制定规格说明文档;③ 需求评审。在开发软件的过程中应尽量采用成熟的、易于二次开发的程序, 这样有利于节省时间。
(2) 设计阶段
通用软件设计常采用将系统划分为各个功能子模块、再进一步细分为函数、自顶而下的设计方法。
(3) 生成代码阶段
主要包括代码编程、编译、链接、调试和测试。
1.2 嵌入式软件开发的要点
(1) 嵌入式编程语言的选择
目前, 大多数采用高级语言开发, 很少用到汇编语言, 但是汇编语言的使用是必不可少的。一些反复运行的代码采用高效、简捷的汇编语言能大大减少程序的运行时间。
(2) 局域化不可移植部分
要提高代码的可移植性, 可以将不可移植的代码和汇编代码通过定义宏和函数的形式, 分类集中在某几个特定的文件之中。这样在以后的移植过程中, 既有利于迅速地定位要修改的代码, 又可方便修改, 最后检查整个代码中修改的函数和宏对前后代码是否有影响, 从而大大提高工作的效率。
(3) 提高软件的可重用性
程序开发人员开发项目时, 一般都不从零开始, 而是首先找一个功能相似的程序进行研究, 考虑是否重用部分代码, 再添加部分功能。在嵌入式软件开发的过程中, 有意识地提高软件的可重用性, 不断积累可重用的软件资源, 对程序开发人员今后的软件设计非常有益。
2 中断的使用
2.1 中断的概念
单片机中断种类分外部中断、定时中断和串行口中断等。外部中断是由外部触发造成的CPU中断;当内部定时/计数器溢出时, CPU发生中断;串行口接收数据或发送数据时, CPU发生中断。有很多总线数据的传输方式中有中断传输, 例如I2C、SPI等。
2.2 中断过程
CPU从中断产生到最后的中断结束, 一般需要5个步骤:中断请求;中断判优;中断响应;中断处理;中断返回。中断响应分为以下几个步骤:
(1) 保护断点, 即保存下一个将要执行的指令的地址, 就是将这个地址送入堆栈。
(2) 寻找中断入口。根据多个不同的中断源所产生的中断, 查找不同的入口地址。以上工作由计算机自动完成, 与编程者无关。在对应入口地址处存放有中断处理程序。
(3) 执行中断处理程序。
(4) 中断返回。执行完中断指令后, 即从中断处返回到主程序。
2.3 中断嵌套
中断嵌套是指当CPU正在处理某个中断源, 即正在执行中断服务程序时, 会出现优先级更高的中断源去申请中断, 为了使更高的中断及时得到服务, 需要暂时中断 (挂起) 当前正在执行的优先级较低的中断服务程序, 去处理更高级别的中断源, 待执行完毕后再返回来执行被中断的中断服务程序。如果新提出的中断请求比当前正在服务的中断级别低, 则不予理睬, 待当前服务执行完后, 再去根据当时的情况决定是否响应。这种中断嵌套方式被称为完全嵌套方式。
完全嵌套方式存在一些弊端, 会使低优先级的中断服务不能及时响应。所以在中断响应时, 为了避免重要操作出现嵌套而对系统造成破坏, 有时会关闭中断使能位, 但是如果一个中断的处理时间较长, 则中断将长时间关闭, 这样将会丢失外部发来的其它中断。
为了避免上述问题的发生, 可将那些执行时间可能比较长的中断处理程序一分为二, 称作Top half (前半部分) 和Bottom half (后半部分) 。其中Top half中为一些重要的、与硬件设备紧密相关的程序, 这些程序一定要关中断执行;Bottom half中为其余的一些处理程序, 这些程序都是对内存进行操作, 不怕被打断。当系统进入中断处理状态时, 首先关中断, 执行Top half。Top half的程序一般从硬件获取数据, 并不处理, 而是直接写入内存缓冲区中。这样, Top half的程序执行速度一般很快。在Top half结束后, 将中断打开, 继续执行Bottom half中的处理程序。
总之, 中断在单片机中起着举足轻重的作用, 在使用中断时要加强中断管理。
3 状态机的编程思想
状态机简单地说就是一个器件所能存在的不同状态, 将其所处状态进行穷举, 靠不同机制进行状态之间的转换。
有人举过一个简单的例子:游戏小人存在3种状态, 即小人跑动 (move) 、小人站立静止 (stand) 、小人在空中坠落 (falling) 。为了配合下面的代码实例, 以下简记为move、stand、 falling, 图1中分别标识为A、B、C。
状态的一大特性就是转化。状态不是孤立的, 换句话说, 状态是变化的, 是会互相转化的, 比如, move可以转化到falling, falling可以转化到stand。转化有2条原则:
(1) 转化本身的逻辑性
并非所有的状态之间都可以任意转化, 图1中, stand就不能转化为falling, 因为小人不可能站在挡板上不动自己掉下;而falling也不能转化为move, 因为小人掉下的途中不可能跑动 (脚踩空) , 而必须通过一次stand, 再跑动。
(2) 转化的外界因素
转化的时候需要一个外因, 图1中有4种转化, 数字表示为1、2、3、4, 意义分别是:移动出了挡板, 从空中坠落;坠落途中掉在挡板上, 站立;用户按左、右键, 或者掉在了有“方向履带”的挡板上, 小人跑动起来;用户停止按键并且小人站在非“方向履带”的挡板上, 小人站立。
基于状态机的协从多任务就是将1个大任务分成若干小片, 每一步顺序执行所有任务的1个状态 (节约时间、增强实时性) , 这样CPU资源被各个任务瓜分, 从微观上看是顺序执行, 从宏观上看每个任务都好像独占1个CPU, 任务是并发的。其实CPU本身就是数字系统, 不是连续而是离散运行的, 完全可以认为分配了时间片的任务单独拥有一个慢些的CPU, 用该观点看程序更容易理解其工作原理。
这种结构的程序可以看作多任务, 虽然没有OS (操作系统) 、没有任务调度, 但状态机将任务调度过程固化在结构里了。此时没有切换消耗, 所以调度过程极为迅速, 只是设计者比较累。所以在程序员心中, 每个程序员都是一个OS, 就是这个意思。
状态机在汇编和C语言中均可实现。在汇编里常用的是散转法, 但要注意参数合法性检查, 在C语言里常用的就是switch-case方法。
另外, 还有一种状态机称为有限状态机 (FSM) 。FSM是一个数学概念、是一种协议, 用于有限数量的子程序 (“状态”) 的发展变化, 每个子程序进行一些处理并选择下一种状态 (通常取决于下一段的输入) 。FSM的基本思路就是用一张表保存所有可能的状态, 并列出进入每个状态时可能执行的所有动作, 其中最后一个动作就是计算 (通常在当前状态和下一次输入字符的基础上, 另外再经过一次表查询) 下一个应该进入的状态。在该过程中, 翻译表可能会告诉你进入了一个错误的状态, 表示一个预期之外的或错误的输入。
4 合理的逻辑架构
嵌入式软件的逻辑架构分为以下几个部分:
(1) 模块划分
模块划分的“划”是规划的意思, 意指怎样合理地将一个很大的软件划分为一系列功能独立的部分以合作完成系统的需求。C语言作为一种结构化的程序设计语言, 在模块的划分上主要依据功能。
(2) 单任务程序典型架构
① 从CPU复位时的指定地址开始执行;
② 跳转至汇编代码startup处执行;
③ 跳转至用户主程序main执行, 在main中完成:初试化各硬件设备;初始化各软件模块;进入死循环 (无限循环) , 调用各模块的处理函数。
(3)
中断服务程序
(4)
硬件驱动模块设计
5 软硬件结合
大多数程序员对效率、伸缩性、吞吐量等性能指标相当忽视, 很多性能问题都依靠越来越快的CPU来解决, 但CPU的速度很快将偏离摩尔定律的轨迹, 并达到一个极限, 然后, 越来越多的应用程序将必须直面性能问题。所以怎么样才能使设计程序在其依托的硬件上发挥得淋淋尽致, 也是不能忽略的问题。这样就涉及到器件选型的问题: (1) 要完成的软件功能要什么样的硬件来支持; (2) 整个设计是不是符合标准; (3) 硬件固定时, 软件怎么协调硬件或者说来弥补一些硬件上的不足, 如:延时启动防冲击、软件滤波等。
6 KJ128A-F1型读卡分站设计
KJ128A-F1型读卡分站是矿用人员管理系统的一个部分, 主要负责收集其接收范围内的卡号, 通过RS485将数据传输到传输分站上, 并带有显示和蜂鸣功能。KJ128A-F1型读卡分站以ARM7 LPC2114处理器为核心, 软件设计采用C语言, 整体流程如图2所示。
6.1 中断设计
该软件设计使用了UART0中断、Time0中断、外部中断2、外部中断3和I2C共5个中断, 设置的优先级为由高到低。其中UART0中断采用的是中断接收查询发送, 设计中笔者在每进入一个中断时就关闭与它有关的中断, 并不影响其它中断的产生, 并将中断服务子程序尽量地缩短或将实时性不强的操作移到主函数中去执行, 尽量缩短中断的占用时间。中断处理程序流程如图3所示。
6.2 状态机设计
该软件设计中也充分用到了状态机的思想:switch……case, 如图4所示。
7 结语
综上所述, 嵌入式程序设计的思想有很多, 无论采用什么思想只要符合嵌入式软件开发过程, 实现想要的功能, 而且能够稳定地运行, 这就是程序员需要的。
本文介绍的在嵌入式程序编程过程中采用中断、状态机、合理的逻辑结构和软硬件结合的处理思想在很多产品上都有应用, 具有一定的实用性, 如果将容错技术也应用到程序设计中, 可使产品稳定性更好。
参考文献
[1]VAN DER LINDEN P.C专家编程[M].徐波, 译.北京:人民邮电出版社, 2007.
[2]马忠梅, 李善平, 康慨, 等.ARM&Linux嵌入式系统教程[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2004.
[3]WESLEY A.C陷阱与缺陷[M].高巍, 译.北京:人民邮电出版社, 2002.
[4]周立功.ARM嵌入式系统基础教程[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2006.
嵌入式工控产品 篇8
CSTouch外观精美, 采用优质材料模压而成, 轻巧方便, 造型简约, 美观大方;拥有高分辨率图形, 提供丰富的接口, 可广泛用于电力、通讯、制冷、化工、石油、钢铁、煤炭、水泥、纺织、机械制造、造纸、食品、水处理、建材、环保、智能楼宇、实验室、交通等多种工程领域;符合CE/FCC/ROHS/高低温相关测试标准, 苛刻环境下表现依然出色。
软件方面, CSTouch嵌入式组态软件由开发版和运行版组成, 开发版运行于上位PC及兼容机, 基于Windows 98/NT/2000XP操作系统, 用户开发的工程程序下载到嵌入式触摸屏, 由运行版调用运行;运行版运行于嵌入式触摸屏, 基于Windows CE操作系统, 实时多任务、多线程智能型人机接口, 可视化IE风格界面, 操作简便, 功能强大, 可用于不同型号的嵌入式触摸屏设备。
嵌入式工控产品 篇9
论坛主题围绕着嵌入式系统的发展与中国电子产业的未来展开。从智能手机到平板电脑, 从移动互联网到物联网, 从工业自动化到先进的医疗设备, 嵌入式市场正在经历着显著的技术变革。同时, 中国已经成为世界上最大也是增长最快的手持设备、消费电子、嵌入式设备市场之一, 强劲的市场需求鼓舞着前沿技术和新型应用不断涌现, 为技术创新提供了广阔空间和强大动力。
中国计算机学会嵌入式系统专业委员会主任、北京大学软件与微电子学院院长张兴教授以“纳米尺度硅基集成电路的发展趋势及思考”为题, 拉开了本次论坛的序幕。在报告中, 张教授提出功耗密度, 器件漏电, 电路延迟和集成技术是未来纳米级集成电路发展的四大需要解决的难题, 涉及的挑战包括微细加工、互联技术和功耗。张教授在报告中还描绘了未来嵌入式SoC技术的发展方向, 即未来SoC=传感+处理+执行, 并介绍了半导体工艺发展的最新进展。
中国半导体行业协会集成电路设计分会荣誉理事长、北京中电华大电子设计有限责任公司董事长王芹生带给与会者的演讲侧重于介绍中国集成电路设计产业的现状和发展机遇。在报告中, 王芹生回顾了中国集成电路产业发展的历程, 从最初只有几家到现在已经发展成为年产值超过600亿的庞大产业。当然对比于中国的电子产业, 集成电路设计在中国依然有广阔的发展空间。
张教授介绍的未来SoC趋势中, 传感和处理是两个关键的要素, 而这正是飞思卡尔公司报告的主题, 飞思卡尔汽车电子微控制器产品经理李兴携手飞思卡尔传感器亚太区产品应用经理孙淙共同为大家带来了汽车微控制器和近年来最热门的传感器技术发展趋势介绍以及市场需求分析。处理器, 一直是嵌入式技术中重要的技术领域, 处理器架构则是研发处理器产品一个非常重要的基础起点, 从龙芯到君正, 国产处理器正在一点点追赶着国际先进的部分, MIPS中国区高级市场经理费浙平就从“现代嵌入式CPU的发展和演变”谈起, 介绍了基于MIPS RISC架构基础开发处理器产品的优势和国内企业取得的进展。
前面的报告从技术发展的角度, 为与会听众阐述了半导体产业发展的技术方向, 在大会最后一场报告中, 亲历50年中国半导体产业发展历程的著名学者、行业评论家莫大康则从统计分析的角度为大家带来一个宏观和微观相结合的未来半导体产业的市场图景, 在题为“全球经济减缓——半导体产业的机会在哪里?”的报告中, 莫大康用各种翔实的历史数据分析及最新预测分析数据为基础, 点明未来几年半导体产业存在的问题和发展的机遇与挑战。