這篇系統工程師論文發表了嵌入式系統應用軟件的控制和應用，嵌入式系統具有很大的優勢，所以被應用到了很多量化范疇當中，而計算機技術是嵌入式系統不可或缺的部分，論文以微處理器為切入點，對這個應用做出了細化的研究，在技術領域當中獲得豐厚的成果。
關鍵詞：系統工程師論文,嵌入式系統,機電控制
嵌入式系統實際上就是對計算機系統的補充及延伸，實際上其該系統本身性能并不完善，這就需要根據功能需求進行芯片的設計，在這一過程中芯片是較為關鍵的功能性內容，只需要通過一個簡單的芯片，就能滿足用戶的多樣化功能，與此同時，對計算機系統的硬性標準也普遍較低，這樣就可以將投入成本控制在最小范圍內，并且嵌入式系統所應用的空間也就更加廣闊，而后續機電控制向著體積更小的方向發展目標也必然能夠實現。從當前嵌入式系統的應用現狀來看，其技術更新頻率普遍較高，在技術領域中所獲得的成果也是相當豐厚的。
1嵌入式系統概述
通常情況下，計算機技術是嵌入式系統不可或缺的重要結構，同時這也是系統運行的首要條件，其中所應用的模塊不僅有軟件，更需要硬件的高效配合，這兩個部分都能夠對配置標準形成直接影響，只有將二者進行優化，才能實現整體結構的完善配置，因此不難發現，嵌入式系統本身具有較強的自擬功能，在實際運行過程中計算機系統的功能優勢會更加凸顯，無論是運行環境的可靠性，還是功率消耗程度低的節能功效，都為嵌入式系統的開發及應用提出了更高的要求，這與一般的計算機系統相比是存在較大差異的。嵌入式系統在實際應用環節對體積的要求是較為嚴格的，只有在應用標準范疇將體積最大化的縮小，才能提升其靈活性，而系統響應速率也會有所提升。通過對微處理器進行優化選擇，并在此基礎上選擇與之配套的支撐軟件，就能夠進一步達到嵌入式系統的運行指標，需要注意的是，在進行軟件選擇時應當與標準需求做出協調性分析，只有確保其達到配套要求，才能為其高效運轉提供基礎條件。嵌入式系統技術在發展過程中是從以下階段逐步深入的：首先，在初始化時期是嵌入式系統的控制主體是單片機，在實際應用過程中控制器已經實現了編程功能，相對的其功能拓展也逐步以需求方向為基礎;其次是第二階段，嵌入式核心處理器中融入了初級操作系統，這就說明在這一階段的嵌入式系統強化了操作功能。
2嵌入式實時操作系統的選擇
在各種現代電子儀器、設備中，嵌入式系統在其內部發揮了核心的控制作用。無需采用操作系統支撐，僅僅依靠匯編語言進行開發來維持系統運行的時代已經過去。各個廠家紛亂復雜的匯編語言給不同廠家之間的嵌入式系統芯片的聯動帶來了不必要的麻煩，每重新開發一種系統功能便要耗費大量的人力物力去重新編排匯編語言，無形中增加了系統的應用成本，曾經給嵌入式系統的應用開發帶來了非常大的阻礙。隨著開發人員與市場的不斷試煉，與相應操作系統配套的嵌入式系統終于研制成功，嵌入式應用系統的成功開發給嵌入式微處理器的大規模應用鋪平了道路，未來各種電子產品的全方位嵌入式系統時代已經來臨。
嵌入式操作系統本質上是一種計算機應用的系統軟件，用來支持嵌入式系統的應用與二次開發，是當今嵌入式系統最為重要的組成部分。其軟件通過底層驅動程序來直接進行與硬件的信號交換和控制，設備的通信接口方便外圍設備的進一步系統擴展，通過標準的通信協議進行計算機軟件與嵌入式系統的對話，通過直觀的圖形化用戶管理模塊方便用戶進行調試與二次開發利用。所以，嵌入式操作系統秉承微型操作系統的理念，通過對軟件進行信息處理來達到有效管理復雜的系統資源的目的。同時自身及庫函數調用和開發工具于一身，極大地方便了用戶的調試與使用。其嵌入式操作系統是嵌入式系統最重要的運行環境和開發平臺。高集成度和高可用性充分提升了嵌入式系統的使用效率。
3嵌入式系統的外圍設備
嵌入式系統的外圍設備以MCU、DSP、EMPU、SOC作為中心控制部件，廣義上來講，所有可以進行信息存儲、信息通信、信號調試、數碼顯示等具有輔助功能的基本部件，均可以算作嵌入式外圍設備。嵌入式外圍設備按功能可以分為存儲記憶設備、通信交換設備和狀態顯示設備三大類。其中常用的存儲設備如下：靜態易失型存儲器即RAM或者SRAM;動態存儲器(DRAM);非易失型存儲器(ROM，EPROM，EEPROM，FLASH)。其中便于程序反復重置與反復調用新程序的當屬FLASH，即通常我們所說的閃存。閃存憑借其存儲速度快、存儲容量大、價格便宜等特點，大規模應用在嵌入式系統領域。目前的通訊設備幾乎都可以直接切入到嵌入式系統當中，通過串行口和紅外線接口以及現場總線技術和通用串行接口的應用達到融入嵌入式系統的目的。未來，以太網接口技術將成為嵌入式系統接口技術的前沿領域，以太網接口技術正在不斷的研發和更新中。
4嵌入式系統的應用軟件
當開發一個設備驅動程序的時候，應該遵守如下啟動順序：硬件信息的收集階段;訪問方式確定階段。外圍設備通過中斷與查詢等約定的通訊方式進行對主體軟件的訪問。每一種方式都一一對應著相應的應用情況;為目標功能編寫源代碼來對相應驅動程序進行軟件驅動;編譯和調試源代碼程序。一般用內核自配的PRINTKO函數輸出代碼信息進行調試;在內核中載入相應的驅動程序。驅動程序加入內核后可以與內核一并進行編譯，也可以以動態形式在運行狀態下強制加載入內核;驅動軟件加載前，先要進行應用軟件的檢驗。用軟件模擬驅動過程，同時進一步發現源程序中出現的問題，并加以反復調試。從而盡可能減少直接加載到真實物理硬件的時候，因為源程序錯誤而出現的不可預知的錯誤。同時模擬系統整體的可靠性與核心部件的處理速度。
5遠程網絡化電機控制系統
現代網絡技術的飛速發展結合當代嵌入式系統的最新研究成果，有效地改善了服務器的功能。很多當前市場上出現的生產設備內部都安裝有內嵌的通訊模塊，具有接入互聯網進行網絡訪問的功能。這一技術的產生為嵌入式遠程遙控打下了基礎，其最初的設計思想是：通過應用基于DSP和MCU的網絡化嵌入式系統來實現系統服務器的功能，從而達到省略掉現場PC機服務器的目的，大大減小了系統體系和復雜度。為電機遠程控制系統的低成本高功效之路打下了堅實的基礎，同時對系統進行網絡化改造，使其能隨時接入網絡，便于復雜系統的控制與處理。如果僅僅從通常意義上來講，利用DSP技術就可以輕松實現機器與網絡的互聯通信功能。
再加上在操作系統中實現的TCP/IP協議，來達到對網絡接口芯片驅動等目標，從而徹底進行網絡與機電系統的互聯，將機電系統中的嵌入式系統的功能發揮到極致，達到嵌入式系統互聯網化的效果。基于DSP和MCU等嵌入式操作系統的遠程網絡化機電控制系統，可以靈活運用于遠距離采集數據、傳輸監控系統的傳輸數據等。機電設備在Nucleus操作系統的軟件支持之下，應用DSP數據采集系統可以實現通過網線進行聯網，并可以實時進行遠程計算機通訊。嵌入式系統強大的可移植性和高可靠度，為其未來在機電系統中的大規模應用打下了堅實的基礎，市場前景廣闊。
參考文獻
[1]王莉麗，宋小芹.基于嵌入式的智能電氣節能控制研究[J].科學技術與工程，2016(19)：99.
[2]周永強.基于嵌入式的遠程電氣控制自動化系統的設計[J].卷宗，2013(2)：108.
作者：王維東 姚秀君 單位：秦皇島北方管業有限公司
推薦閱讀：《電子知識產權》(月刊)創刊于1991年，由工業與信息化部科學技術司主管，信息產業部電子科技情報研究所、信息產業部電子知識產權咨詢服務中心主辦。本刊集理論性和實踐性為一體，是目前國內信息技術領域唯一的知識產權專業期刊。
