嵌入式系统设计师工作计划(范文二十篇)

第一步，建立嵌入式Linux交叉开发环境。目前，常用的交叉开发环境主要有开放和商业两种类型。开放的交叉开发环境的典型代表是GNU工具链，目前已经能够支持x86、ARM、MIPS、PowerPC等多种处理器。商业的交叉开发环境主要有Metrowerks CodeWarrior、ARM Software Development Toolkit、SDS Cross compiler、WindRiver Tornado、Microsoft Embedded Visual C++等。交叉开发环境是指编译、链接和调试嵌入式应用软件的环境。它与运行嵌入式应用软件的环境有所不同，通常采用宿主机/目标机模式。

第二步，交叉编译和链接。在完成嵌入式软件的编码之后，就是进行编译和链接，以生成可执行代码。由于开发过程大多是在Intel公司x86系列CPU的通用计算机上进行的，而目标环境的处理器芯片却大多为ARM、MIPS、PowerPC、DragonBall等系列的微处理器，这就要求在建立好的交叉开发环境中进行交叉编译和链接。

第三步，交叉调试。

① 硬件调试。如果不采用在线仿真器，可以让CPU直接在其内部实现调试功能，并通过在开发板上引出的调试端口，发送调试命令和接收调试信息，完成调试过程。目前，ARM公司提供的开发板上使用的则是JTAG调试端口。

② 软件调试。在嵌入式Linux系统中，Linux系统内核调试，可以先在Linux内核中设置一个调试桩(debug stub)，用作调试过程中和宿主机之间的通信服务器。然后，可以在宿主机中通过调试器的串口与调试桩进行通信，并通过调试器控制目标机上Linux内核的运行。

第四步，系统测试。整个软件系统编译过程，嵌入式系统的硬件一般采用专门的测试仪器进行测试，而软件则需要有相关的测试技术和测试工具的支持，并要采用特定的测试策略。测试技术指的是软件测试的专门途径，以及能够更加有效地运用这些途径的特定方法。

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摘 要：如今，由于嵌入式系统的市场巨大、潜力无限，全球的生产商都非常看好这一领域，纷纷投入了大量的人力物力，而围绕嵌入式系统的研究、设计和开发正成为计算机发展最活跃的方向之一。笔者结合自身的工作经历，对关于嵌入式系统进行了概述，希望能为从事嵌入式开发人员提供一些帮助。

关键词：嵌入式系统

随着电子技术的快速发展，特别是大规模集成电路的产生和发展，使得现代科学研究得到了质的飞跃，而嵌入式微控制器技术的出现则是给现代工业控制领域带来了一次新的技术革命。我们已经进入了网络时代，不仅能够通过PC上网，还可以用各种各样的嵌入式设备上网。后来PC时代出现了许多信息电器，我们周围的嵌入式系统设备有很多，如掌上电脑、可视电话、传真机、手机、个人数字助理（PDA）、电视会议、TV机顶盒、数码相机等，嵌入式设备如果要上网就必需加上TCP/IP网络协议，由于8/16位的单片机的速度还不够快，内存也不够大，不容易满足嵌入式设备上网的要求。随着集成电路的发展，32位的RISC处理器更是能得到青睐，领先的是ARM处理器位内核的生产芯片的公司居多。

1.嵌入式系统的一般构成

一个以单片机为核心的比较复杂产品或实际应用系统，包含模拟量的输入、模拟量的输出，开关量的输入、开关量的输出及数据通信的部分。从嵌入式系统设计角度来看，任何一个系统都是一个输入/输出处理系统。广义地说，所处理的物理量可分为模拟量、开关量与数字量。若能了解一个实际的对象系统有哪些输入的物理量，哪些输出的物理量以及它们之间的内在关系，就可以设计出以单片机为核心的应用系统，并通过编程实现输入/输出之间的关系。

单片机工作支撑电路保障单片机能够正常运行，如电源提供、晶振电路、必要的滤波电路等。实际模拟信号一般来自相应的传感器。例如，开发非接触式的IC卡燃气表系统,要测量使用气量，就需要流量传感器。但是，一般传感器将实际的模拟信号转成的电信号都比较弱，单片机无法直接获得该信号，需要将其放大，然后经过A/D转换变为数字信号，进行处理。目前许多单片机内部包含A/D转换模块(例如:Free Scale公司系列单片机)，实际应用时也可根据需要外接A/D转换芯片。常见的模拟量有温度、湿度、压力、重量、气体浓度、液体浓度、流量等。对嵌入式来说，模拟信号通过A/D转换变成相应的数字序列进行处理。实际开关信号一般也来自相应的开关类传感器。如光电开关、电磁开关、干簧管(磁开关)、声控开关、红外开关等等，一些儿童电子玩具中就有一些类似的开关。手动开关也可作为开关信号送到嵌入式中。对单片机来说，开关信号就是只有“0”和“1”两种可能值的数字信号。

2.嵌入式系统软件的特征

嵌入式处理器的应用软件是实现嵌入式系统功能的关键，对嵌入式处理器系统软件和应用软件的要求也和通用计算机有所不同。

2.1软件要求固态化存储为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中,而不是存贮于磁盘等载体中。

2.2软件代码高质量、高可靠性尽管半导体技术的发展使处理器速度不断提高、片上存储器容量不断增加，但在大多数应用中,存储空间仍然是宝贵的，还存在实时性的要求。

2.3系统软件(OS)的高实时性是基本要求在多任务嵌入式系统中，对重要性各不相同的任务进行统筹兼顾的合理调度是保证每个任务及时执行的关键，单纯通过提高处理器速度是无法完成和没有效率的，这种任务调度只能由优化编写的系统软件来完成，因此系统软件的高实时性是基本要求。

2.4嵌入式系统开发需要开发工具和环境通用计算机具有完善的人机接口界面，在上面增加一些开发应用程序和环境即可进行对自身的开发。

2.5嵌入式系统软件需要RTOS开发平台通用计算机具有完善的操作系统和应用程序接口(API)，是计算机基本组成不可分离的一部分，应用程序的开发以及完成后的软件都在OS平台上面运行，但一般不是实时的。嵌入式系统则不同，应用程序可以没有操作系统直接在芯片上运行；但是为了合理地调度多任务、利用系统资源、系统函数以及和专家库函数接口，用户必须自行选配RTOS开发平台，这样才能保证程序执行的实时性、可靠性，并减少开发时间，保障软件质量。

2.6嵌入式系统开发人员以应用专家为主通用计算机的开发人员一般是计算机科学或计算机工程方面的专业人士，而嵌入式系统则是要和各个不同行业的应用相结合的，要求更多的计算机以外的专业知识，其开发人员往往是各个应用领域的专家。

3.嵌入式软件开发的难点与分析

随着技术的进步和需求的扩大，嵌入式系统的规模越来越大，嵌入式软件的复杂度和开发难度也随之不断增加。目前，嵌入式软件开发的难点主要有如下几点：

(1)嵌入式系统的一个最大特点就是软硬件紧密结合，为此，嵌入式软件(尤其是嵌入式底层软件)的设计和验证要充分考虑硬件因素。

(2)嵌入式软件运行在特定的硬件体系和环境中，在进行设计时，不但需要考虑各个节点间的通信和同步问题，还需要考虑整个系统的时序问题。

(3)嵌入式产品广泛的应用于工业、军事和航空航天等领域，这使得嵌入式系统对可靠性、防危性、和容错性等功能有更苛刻的要求，丢失数据在许多情况下是不可容忍的。

目前，结构化的软件设计方法是嵌入式软件设计领域中理论最成熟、使用最广泛的方法。结构化程序就指的是程序组成结构化、功能模块化、执行流程化，要求将特定任务的代码和数据与程序其余部分相分割，实现分割的方法是将处理特定任务的指令和数据设计成子程序或中断服务子程序，这些子程序或中断服务子程序称作功能模块，具有特定功能、可处理特定任务、能解决专门问题。结构化的嵌入式软件设计流程是：按照系统总体规划和总体设计，由设计人员分别编程设计各功能模块；接着依据软件结构和程序流程，将功能模块组成结构化程序，实现系统整体功能，满足系统要求，解决实际问题。

4.嵌入式系统的发展前景

信息时代、数字时代使得嵌入式产品在人们生活要中无处不在，为嵌入式市场展现了美好的前景，同时也对嵌入式系统技术提出了新的挑战。以下几点是嵌入式系统的发展前景。

4.1连上互联网随着网络的不断发展，嵌入设备要连上互联网，就必须要提供网络通信接口，不仅要支持TCP/IP，有些还需要支持IEEE1394、USB、蓝牙、IrDA等，同时还要提供相应的通信组网协议软件和物理层驱动软件。

4.2利用最低的资源实现最恰当的功能要在小型电子设备装入嵌入式系统，就要求设计时尽量精简系统内核、算法、降低功耗和软硬件成本。这就提高了对嵌入软件的技术要求，要求软件人员要有丰富的编程经验和硬件知识，同时还要发展先进的嵌入式软件技术，如Web，WAP等。

4.3嵌入式开发需要强大的硬件开发工具和软件包支持目前很多厂家在着力推出系统的同时，也开始将开发嵌入式系统的环境作为重点推出。如Windows CE在主推系统时也推出了Embedded VC++作为开发工具。

4.4提供友好的人机交互界面嵌入式设备在人们的生活中无处不在，要让人们觉得嵌入式设备好用，那么提供有好的人机交互界面这是必然。人们的需求是无止境的，嵌入式设备要不断的满足人们的需要，就要不断的发展，提供最友好的图像用户界面。

参考文献：

[1]沈连丰,宋铁成,叶芝慧.嵌入式系统及其开发应用[M].北京:电子工业出版社,2005.

[2]张春平,戴青云.嵌入式系统及其发展前景[J].石家庄职业技术学院学报,2006(4):19-20.

[3]王田苗.嵌入式系统设计与实例开发[M].北京:清华大学出版社，2003(10):3.

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通过嵌入式控制系统的实习，使我们了解并掌握根据嵌入式控制系统项目要求，如何设计符合控制逻辑的原理图，复合原理图及电子电气EMC的PCB图，学习电子元器件的焊接，PCB板的调试等，最终掌握嵌入式控制系统的设计及工艺等。

一、设计实习任务

1. 焊接ARM7(LPC2132)最小系统PCB。要求仔细认真焊接，并调试使其能正常工作(提供最简易测试程序)。

2. 设计数码管动态扫描显示电路，三个按键的键盘电路，模拟电压取样电路等。要求原理图设计合理，要求有与最小系统板的接口，正确焊接，调试后能正常工作。

3. 控制软件设计

在嵌入式控制系统的设计中，系统控制软件的设计是一项非常重要且艰巨的工作，系统能否正常可靠的工作，成败在此一举。因此要求同学们认真仔细的设计、调试控制软件。要求软件语句精炼，整体健壮，有一定的抗干扰能力。

二、数码管动态扫描显示电路控制软件设计

要求显示电路能正常显示数据，数码管无闪烁，明亮，可随时刷新显示的数据，参考流程图见图1。

图 1

三.键盘识别软件设计

嵌入式控制系统一般的是配备简易键盘，即根据需要设3~4按键基本能满足使用要求，因此键盘控制软件也是必须的，参考下图

四、ADC控制软件设计

五、 电路与程序

六、程序源代码

#include "LPC2294.h" 图 3

typedef unsigned int U32; //无符号32位整型变量

typedef unsigned char U8; //无符号8位整型变量

//typedef signed char int8; //有符号8位整型变量

typedef unsigned short U16; //有符号8位整型变量

#define Fpclk 11059200

#define DIS_1 0x06 //个位选通

#define DIS_2 0x05 //十位选通

#define DIS_3 0x03 //百位选通

#define KEY1 0x04 //+

#define KEY2 0x02 //-

#define KEY3 0x01 //ok

U16 cunt;

U16 data_dis,data_set;

U8 dis3=10,dis2=10,dis1=10;

U8 flag_dis,dis_n;

U8 timeout;

const U8 led_seg[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0xff,0x00}; //段吗： 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 all_l 关显 void __irq Timer0_ISR(void);

void cpu_init(void)

{

PINSEL0 = 0x00;

IO0DIR = 0x3FF; //显示分配在P000~P010 ，段码P000~P007,位码P008~P010 //健P016~P018

//定时器0

T0TC = 0;

T0PR = 0;

T0MCR = 0x03;

T0MR0 = Fpclk/1000; //定时1mS

T0TCR = 0x01;

VICIntSelect = VICIntSelect&(~(1<<4));

VICVectCntl0 = 0x20|4;

VICVectAddr0 = (U32)Timer0_ISR;

VICIntEnable = (1<<4);

}

void updata(void)

{

U16 temp;

// u8 temp1,temp2,temp3;

//WDT_CONTR=0x3c;

if(data_dis<=999)

{

dis3=temp/100; //百位

temp=temp%100;

dis2=temp/10; //十位

dis1=temp%10; //个位 }

}

//====================================== // Timer0_ISR

//====================================== void __irq Timer0_ISR(void)

{

cunt++; if(cunt%10==0) flag_dis=1; if(timeout > 0) timeout--;

}

//====================================== //display共阳极动态扫描显示

//====================================== display()

{

//WDT_CONTR=0x3c;

dis_n++;

switch(dis_n)

{

case 1:

IO0PIN=led_seg[dis1] | DIS_1<<8; //显示个位 break;

case 2:

IO0PIN=led_seg[dis2] | DIS_2<<8; //显示十位 break;

case 3:

IO0PIN=led_seg[dis2] | DIS_3<<8; //显示百位 break;

}

if(dis_n>=3)

dis_n=0;

}

//=========================

// key_do

//按键接于P0.16~18

//=========================

void key_do(void)

{

U8 key,key_d;

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前言

随着电子信息技术的飞速发展， 嵌入式系统在工业控制系统、航天军事、信息家电等领域中都有着广泛的应用。虽然几乎所有的高等院校都开设了嵌入式系统课程，然而由于嵌入式系统是一门综合性极强的课程，涉及到数电、模电、计算机和通信、微机原理等多学科的知识;尤其是嵌入式系统实践性很强，而且发展迅速，新的技术不断涌现，因此传统的嵌入式教学体系、授课方式、实验方法已经不能满足信息时代的培养嵌入式人才的需求。因此，本文针对传统的嵌入式系统教学实验中存在着的弊端，提出了一系列的改革和创新办法，旨在培养出适应时代发展和市场需求的嵌入式工程师。

1. 传统嵌入式系统教学中存在的弊端

传统的嵌入式教学中普遍存在着以下问题：(1)教材陈旧，内容过时，不能适应市场发展的需求，而且教材普遍以生硬的讲概念说原理为主。(2)传统的授课方式以老师灌输为主，学生只能被动地接受知识，从而感到枯燥，无法激发学习的兴趣;而且教学和实验环节脱节。(3)传统的实验内容以验证性内容为主，缺乏设计性实验，不能培养学生的创新能力。另一方面，实验内容陈旧，和实际生活严重脱节。(4)传统的考核方式只重视笔试成绩，不能反映嵌入式系统这种实践性强的课程的特点，无法体现学生的实际动手能力和创新能力。

2. 嵌入式系统教学改革的探索

为了提高嵌入式系统教学的效果，培养出符合时代发展需求的嵌入式人才，本文针对传统的嵌入式系统教学模式下存在的问题，进行了深入的调查研究和实践活动，提出了一系列的教学改革的方案。

2.1 教学内容选择针对性和合理性

嵌入式是技术与应用结合的领域， 也是交叉学科领域涉及微电子、集成电路和计算机组成原理等，覆盖范围广，发展速度快。其特点决定了嵌入式系统的教学内容也需要做到与时俱进，虽然我们无法向学生传授所有新的处理器，总线协议、嵌入式技术，不是我们应当在教学内容上，保持必要的开放性，向学生阐述嵌入式德理念，让他们具备嵌入式的大脑，授之以渔!

在教材的选择上，尽量选择系统性连续的、实验内容新颖，和实际紧密结合的教材。即便如此，在实际教学中，也应当取消或者调整教材中内容陈旧，思想过时的部分，老师应该有能力做到把教学内容和行业内技术的发展趋势保持一致，甚至把自己平常在嵌入式科研项目上的一些知识有机地融入到教学内容中，尽量保持保持教学内容的鲜活生命力和可持续发展性。

基于当前的嵌入式技术的发展现状和市场的需求，我们在教学内容上，选择把“ARM 硬件平台+嵌入式Linux 操作系统”作为主要的教学内容。目前市场上占主导地位的嵌入式系统90%依然是基于ARM处理器的硬件平台。因此，向学生传授基于ARM 的嵌入式理论知识，不仅可以帮助学生保持市场就业的竞争能力，对于学习其它的嵌入式系统也是触类旁通的， 不如正在蓬勃发展的基于INTEL 处理器的嵌入式系统。而在操作系统方面，我们选择了以嵌入式Linux 操作系统为主，但为了让学生充分理解嵌入式系统的开放性，对于Win CE 商业操作系统，我们也作了基本的讲解，这不仅能让学生通过对比，理解不同的嵌式如操作系统的流程和特点，发掘他们之间的共性，也给学生提供了更加广泛的就业空间。

另外，老师可以根据嵌入式系统课程的知识体系，结合相关的的实验内容，把一部分的实验内容作为教学内容，在课堂上利用嵌入式的实验设备演示相关的教学内容，以激起学生的学习兴趣。

2.2 授课方式的改进

传统的嵌入式教学只是注重于理论知识的单向传播，且理论课的教学和学习主要限制在课堂，而实验课则被限制在实验室并按照设定的实验程序“依样画葫芦”。学生完全是被动的学习和接收。这种禁锢在课本和实验指导书中的封闭式的教学，极大地限制了学生的创新能力的培养。

我们将改变这种传统的结论灌输的的教学模式，在讲解嵌入式的基本理论知识的时候，我们将强调嵌入式系统和通用计算机系统的基本理论中相同点和不同点，结合学生已经学习过的单片机系统，微机原理等基本理论，以类比，对照的方法进行解析。甚至启发式地引导学生把已有的通用计算机系统知识和理论进行转换、进而映射到嵌入式平台中来，从而可以更加深刻地体会和理解嵌入式系统中的一些重点理论和特点。比如，在讲解ARM 指令的时候，我们采用启发式教学，在学生已经学习的80×86 汇编语言的基础之上，通过启发、对比和完善，把ARM 指令和汇编语言的相同点和不同点分析出来。接着通过一些典型试验训练，让学生通过阅读和分析程序，领会其精髓。这样既可以节约课堂授课时间，也可以让学生更加深刻的理解到嵌入式平台和通用平台80×86 的区别所在，从而加深对嵌入式系统特点的理解。这种启发对比式的授课方式更能让学生理解嵌入式技术的发展过程和形成背景，这样比让学生单纯的死记硬背一些结论性的概念更有实际意义。

其次，我们将推行以实验为主的教学方法，打破传统的课堂教学理论与实验课完全独立的授课方式， 将理论知识的学习贯穿到试验中，以实验来促进理论知识的吸收。也就是以实例、实验为主线，实行讲授与实验一体化的教学方法。首先，在课堂上利用嵌入式仿真器、实验箱等实验设备演示实验项目， 先让学生看到实验的过程及其结果，变抽象为具体，变枯燥为有趣，激起学生的学习兴趣。其次，适当地将课堂搬到实验室，充分利用实验室的资源，结合试验，讲授理论知识。再次，根据嵌入式系统课程的知识体系，设计出与各项内容相适应的实验内容，一方面在授课的时候，以实验内容为教学内容编成讲义，以讲义为主，教材为辅;另一方面，在实验中，以实验的方式巩固教学内容。最后，鼓励学生自己动手做实验，自己去分析实验中涉及的硬件、编程方法及实验目的。让学生从试验的被动接受者变为实验的主动构建者和创新者，让学生体会到科学试验的乐趣和魔力，激发他们学习的兴趣。

2.3 改进实验内容和方法

嵌入式系统是一门实践性很强的课程。在嵌入式系统教学中，实验是学生掌握嵌入式系统设计技术的关键。通过实验，不仅可以帮助学生巩固理论知识、增加学生对嵌入式系统的感性认识，提高学生的学习兴趣; 而且可以帮助学生理解嵌入式系统的开发和设计流程，全面掌握嵌入式系统的设计技术、硬件基本体系和结构、系统运行模式嵌入式软件开发、系统调试与验证方法等，使学生具有一定的嵌入式系统开发知识和能力。

首先，我们要改变的传统的实验课的授课方式，打破先上理论课，再上试验课的传统模式，将理论课和实验课结合起来，边教学边实验，理论教学和实验练习充分结合。其次，改进传统的的实验内容设计，一方面结合教材内容，设计出一些基础实验，帮助巩固理论知识;更重要的是选择生活中能见到的嵌入式的应用实例，设计出系统实验内容，容易激发学生的学习兴趣和动手实践的愿望! 再次进一步拓展实验内容，注入一些新颖的，与现代企业嵌入式应用技术紧密联系的实验课题，引导学生尽可能多地接触国内外工业界的嵌入式系统设计开发实例，一方面来弥补课内实验教学在内容上的不足，同时还能拓展学生的视野，提高就业能力。最后，鼓励学生自己设计实验内容，自主查阅整理资料，确定实验主题和试验目的，讨论解题思路与设计原理，自主完成程序流程图、开发程序、上机调试等。这种自主式的实验训练不仅锻炼了学生的科研、创新和实际解决问题的能力，而且也帮助老师丰富了教学资源，也促进了老师的提高，真正体现了教学相长的新型教学理念。

当然，在进行实验教学时，还是应当遵循循序渐进的方式，由易及难，由浅入深。让学生基于对嵌入式理论的理解，从而系统地理解嵌入式系统的设计过程、掌握开发工具和验证方法。另外，这种实验改革的创新，决不是一味的让学生独自承担创新的任务，老师的作用不仅仅是负责实验内容的改革和创新。在实际的实验教学中我们发现，如果老师能和学习一起参与到具体的实验中， 一起实现实验中的硬件设计。比如液晶显示控制实验，当学生看到老师通过连线、编程，可以实现LCD 显示汉字字符、彩色位图等的实验结果后， 自己一定很想试试。这样就大大激发了学生的实验积极性。另外，学校在条件允许的情况下，应当提高更好的嵌入式实验条件，老师应当为学生创造宽松的实验环境。比如尽可能的开放实验室，改变传统的只能在实验课做实验的模式，让学生充分利用实验室提供的实验器材、设备和环境等资源来完成实验。不仅让学生享受到实验成功本身的成就感，而且能让学生感受到自由创新的自豪感。

所有的实验，都是为了提高学生的知识水平和实践能力，培养他们自主创新的能力。于是，我们鼓励学生积极参加各种嵌入式竞赛，去证明自己的能力。老师则给他们必要的赛前集中培训，这种培训，不仅仅是简单的编程能力的培训，更是对嵌入式系统知识的升华，对于培养学生积极思考、努力探索、和解决实际问题的应变能力都有极大的意义。最近几年我校的学生参加了不少的嵌入式系统设计大赛，比如：大学生电子设计大赛、飞思卡尔智能车大赛、博创杯嵌入式大赛等，都取得了不错的成绩。这对培养学生的应用能力和积极参与竞争的意识有着重要的意义。

2.4 改进的课程考核办法

传统的嵌入式系统课程的考核由笔试成绩和平时实验成绩组成，而实验成绩仅仅通过实验报告来考核。这种考核方式对于嵌入式系统这种实践性很强的课程，缺乏必要的区分度，一方面会使学生陷入死记硬背理论知识的老胡同里，另一方面也很容易让学生出现重实验报告，轻实际操作的弊病，不能真正考核学生的实际能力。因此我们不仅需要改进传统的闭卷考试方式的方法，而且也要减少简单的理论成绩和实验成绩加成带来的弊端。基于对学生实践能力的培养，因此在考核的评定办法上我们应当格外强调实验中的表现。改革的考核办法如下：(1)平时成绩以参考实验中的表现为主，书面的实验报告为辅，这就要求老师要观察学生在试验中的表现，而不是仅仅通过课后的实验报告的数据和结果来打分。(2)期末评定时，不仅要减少理论课笔试成绩的比例，而且在理论笔试中，尽量避免死记硬背的题型测试，并重点考察学生对知识的理解程度和应用能力。(3)在期末考试中，不仅要增加专门的实验测试环节，而且要提高实验测试成绩载期末总评中的比例。实验测试时，有学生当场抽取自己的实验测试题;实验测试题除基本要求外，还给学生提供必要的发挥空间，能让实际动手能力较强的同学又充分发挥表现的空间。(4)对于平时或者假期参加了嵌入式大赛的学生，或者参加企业的实际嵌入式项目实践的学生，或者参加了自主创新实验实践活动的学生给与适当的附加课外创新成绩。

3. 结束语

嵌入式系统是一门综合性、应用性、时效性很强的课程。本文针对传统的嵌入式系统教学中存在的弊端， 提出了一系列关于课程内容建设、授课方式改进、实验内容创新、考核办法改革的方案和措施，目的在于保持嵌入式系统课程的开放性和创新性， 保证其长期发展的生命力和活力，改善教师的教学方法和实验方法,以此来提高学生的学习兴趣,培养学生的实践能力、创新能力,培养出更多优秀的嵌入式工程师。

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嵌入式系统工程专业就业前景一

随着智能化电子行业的迅猛发展，嵌入式行业凭借其“应用领域广、人才需求大、就业薪资高、行业前景好”等众多优势无疑已成为当前最热门、最有发展前途的行业之一，与此同时，嵌入式研发工程师更是日益成为IT职场的紧缺人才。为了让更多想从事和即将从事嵌入式研发工作的朋友们能够更好地、更充分地了解嵌入式行业领域，华清远见嵌入式培训中心联合多家业内专业媒体在2008年底到1初共同开展了“2008-1中国嵌入式开发从业人员大调查”。

嵌入式系统工程专业就业前景二

业内知名企业、专业媒体共同推出“专业的专家顾问团队，也有效确保了调查数据和统计结果的专业性和权威性。本次调查活动继续秉承专业、严谨、客观、实用的'原则，延续2008-1调查问卷的涉及内容，共有7000多名嵌入式工程师参与了调查，最终有效问卷为6734份，其中包括3000名抽样于华清远见2004至1已结束培训的学员，在此我们向所有参与本次调查的工程师表示衷心的感谢。

嵌入式系统工程专业就业前景三

嵌入式系统工程系设有电子信息工程和智能科学与技术两个本科专业和嵌入式系统工程专科专业。其中电子信息工程专业设有国家和业界急需的电子信息工程(集成电路设计与系统方向)、电子信息工程(微电子制造方向)和电子信息工程(嵌入式系统工程方向)。该系拥有一支专业水平高、工程能力强、年轻而优秀的教师队伍，共开设七十多门专业课程，设有业界先进的专用实验室，具有国际先进水平的软硬件教学与实验环境。

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1 实时系统

实时系统是指数据产生时，能以足够快的速度来进行处理，处理的结果能在规定的时间内来控制生产过程与处理系统，让它做出极快的响应。在实时系统中，如果指定的时间没有完成确定的任务，整个系统会全面失败，这被称为硬实时系统，反之，如果在指定的时间内没有完成确定的任务，不会出现致命的错误就被称为软实时系统。

2 分时系统

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分时系统是把时间划为长短基本相同的时间片，操作系统轮流分配给各个作业使用，如果某个作业在时间片结束完成，这个作业被挂起，等下一轮循环再继续使用，分时操作系统具有以下几个特点：多路性，用户通过各自的'终端可以同时使用一个系统;及时性，对于提出的要求，系统能在较短的时间内得到响应与处理;独立性，虽然同一时间内可以多个用户使用同一个CPU，但是用户之间操作独立，彼此不干涉。

3 嵌入式系统选型

选择自己需要的嵌入式系统，可以从以下几方面进行对比选择。

3.1 进入市场时间

产品的进入时间与选择的操作系统有很大的关系，实际的产品与演示的产品不同。一些高效推出的操作系统由于研发时间不够、技术累积不够，导致成本高、核心竞争能力差。比如WinCE操作系统，它就是在windows系统上作一定程度的改变，去掉一些不需要的功能，很快推出产品，结果实用时出现很多问题。

3.2 可移植性

通常来说，嵌入式系统的移植性越好，可在在不同平台、不同系统上都能移植，那是处于最理想的状态，然而实际运用中并不能达到这种理想状态，如果过于强调移植性，那么会付出性能优化的代价。

3.3 可利用资源

嵌入式系统是以快速、低成本、高效率的推平适合用户需要的一个系统平台，而在这个平台上能使用多少功能，需要使用第三方的产品，因此这个平台上能使用多少第三方的产品是选型的一个重要条件，有些嵌入式系统为了满足高性能、高可靠性的要求，使用比较封闭的操作系统，多数只能使用自己独立

3.4 系统定制能力

用户在使用嵌入式操作系统的时候，要求能定制不同的硬件平台，比如会要求能否对系统提出底层的更动要求?能否定制出现能满足自己需要、更有自己特色的系统、能否开放原代码等等。

3.5 成本

选择嵌入式操作系统，需要考虑成本的问题，比如一个系统是完全免费的，还是需要支付许可使用费等等，在这个选择中，并不是免费的就是最好的，这要考虑到硬件设计人员的投入、公司的管理、第三方软件的开发及使用，等等方面的问题，最后对成本作一个综合考量。

3.6 语言内核支持

语言内核支持指操作系统能使用几种语言操作，比如西文的、中文的，如果是可以使用中文操作，那么它是否支持双字节编码，是只支持简体中文系统还是同时支持繁体系统，同时还要考虑中文输入法与处理系统，语言内核的支持与第三方软件资源的利用有非常重要的联系。

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摘要：嵌入式系统以计算机为基础，它跟传统的控制系统相比，具有专用性强、系统精简、高实时性等优点，是机电控制系统中的最佳选择。随着嵌入式系统的普及面越来越大，在机电控制系统中引用嵌入式系统已逐渐成为人们拓展嵌入式系统应用的重要方式，为机电控制系统中的硬件和软件平台的发展奠定了坚实的基础，嵌入式系统在机电控制中的广泛应用提高了企业的经济效益，同时也增强了企业之间的竞争力。文章针对嵌入式系统在机电控制中的应用进行分析。

关键词：机电控制;嵌入式系统;应用

简单来说，嵌入式系统是对计算机系统的补充和延伸，但实际上，由于其发展时间并不长，其本身还存在一定的问题，发展不够完善。工程师需要根据机电的功能要求设计芯片，通过这个芯片指导机电完成各种工作，以满足用户的各种需求。嵌入式系统对计算机的硬件要求比较低，可以在投入成本比较少的情况下，扩大嵌入式系统的应用，促进了嵌入式系统更好更快的发展。由于芯片体积比较小，将来各种机电将会越来越小，功能也越来越全面，在生产过程中也会得到更好的运用。

1.嵌入式系统的概述

嵌入式系统是一种完全嵌入受控器件的内部，为了特定的应用而专门设计的计算机系统，用来监视或者控制机器、工厂、装置等一些大规模设备。与计算机系统不同的是，嵌入式系统通常执行的是带有特定程序并且预先设定好的任务。由于嵌入式系统往往只针对一项特殊的任务，工程师能够对它进行简化，缩小体积、降低成本。嵌入式系统通常是大规模生产的，所以作为单个系统，它的成本比较低，为嵌入式系统大规模应用奠定了基础。作为嵌入式系统的基础的计算机系统，是嵌入式系统不可缺少的重要结构，同时也是嵌入式系统运行中涉及到的重要条件，而其中的运用模板不仅仅需要软件的支持，也需要硬件系统的高度配合，只有这样，才能对最后配置标准形成直接影响。如果能够将这两个部分进行改进，那么就有可能实现整体结构更完善的配置。嵌入式系统自身存在比较强的自拟功能，在它实际的运用过程中，计算机系统会在其中发挥很大的功能，从嵌入式系统运行环境的可靠性和功能消耗低的角度来说，这些为嵌入式系统提出了更高的要求。

2.嵌入式系统所具备的特点

嵌入式微处理器是嵌入式系统的核心，以下四点是它所具备的特点：

①对实时的任务有比较可靠的支持能力，能同时完成多项任务并且中断响应时间比较短，从而能够做到内部的代码和实时内核心的执行时间缩短到最低的程度；

②储存区保护功能比较强。这是因为嵌入式系统的软件结构已经逐渐模块化，因此为了能够避免在软件模块之间发现错误的交叉，需要设计功能比较强大的存储区保护功能，同时也有利于诊断软件是否出现问题；

③嵌入式微处理器十分便于携带，并且能耗相对较低；

④嵌入式微处理器可以扩展处理器结构，以便能最快地开展出最高性能的满足应用的嵌入式微处理器。因此，在实际应用过程中，嵌入式系统能够拥有多任务的操作系统，因为它系统精简，所以在操作的时候不会有太复杂的操作过程，工作人员比较容易上手。技术人员将程序储存在芯片中，因为芯片集成技术的应用和普及能够给人们带来丰富的利润回报，它能够迎合了现如今信息技术部高速发展的特点，进一步在生产生活中被人们普及利用。

3.嵌入式系统需要的应用软件应用软件

一个设备的驱动程序在刚开发的时候，应按照一定顺序来启动，对硬件信息进行收集的时及寻找正确的访问方式的时，外部设备通过查询与中断等设定好的通讯程序对主体软件进行全方位查询，每一种应用情况都有相应的应用方式。通过对目标功能编写源代码来对相应的驱动程序进行软件的实时驱动。一般用嵌入式系统内核自带的PRINTKO函数对其输入相应的代码信息来进行调试，或在核内设置相应的驱动程序。当驱动程序加入到内核以后，便可以和内核一起进行程序编译，也可以利用动态的形式在运行状态下强行输入，在常规驱动软件之前，应仔细进行检查，使用软件来模拟驱动的过程，能及时找出源程序中存在的问题，并及时进行反复调试，有效减少在直接加载到实物上时出现问题的可能性。

4.结束语

嵌入式系统的应用在当今已成为研究和应用的热点，采用嵌入式系统的机电系统相较于传统的机电系统具有功耗低、体积小、性价比高、实用性强等优点。当前市场上的很多生产设备内都安装有内嵌的通讯系统，并且有能够被互联网访问的功能，这一技术为互联网将来远程遥控的发展打下了坚实的基础。嵌入式系统是在不同的软硬件上慢慢壮大的系统，随着嵌入式系统在生活中的广泛应用，逐渐形成了机电系统和嵌入式系统的共同发展的局面。通过对嵌入式系统的进一步研究，有利于研究和开发更完善的机电控制系统，为今后大规模工业化的发展打下了更加坚实的基础。更重要的是，它使人们的生活更加便利。总而言之，随着嵌入式系统的应用领域不断扩大，研究深度的不断提高，它在机电控制系统中的应用将会更加的有效化、规范化。另外，想要不断优化嵌入式发展系统，需要市场的正确导向，只有准确地把握市场动态，嵌入式系统的活力将会一直保持，迎来更好的发展。

参考文献：

[1]叶飞.基于μCOsⅡ的远程机电测控系统研究[J].湖北农机化,2017(6):56-57.

[2]王爱英.机电监控中嵌入式系统相关理论及应用研究[J].机械管理开发,2017,32(3):100-102.

[3]牟海荣.嵌入式系统在机电控制中的应用[J].黑龙江科技信息,2013(32):28.

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嵌入式操作系统工程师(arm方向) 科银京城 北京科银京成技术有限公司成都研发中心,北京科银京成,科银京城,科银 职责描述:

1. 嵌入式实时操作系统开发及维护

2. 相关技术文档编写及维护

3. 售前/售后技术支持

4. 项目实施

任职要求:

1.3年以上嵌入式操作系统开发维护经验,有风河或类似产品开发经验优先

2.精通arm平台架构,有coretex-a系列及armv8,armv7-a实际经验优先

3.熟悉通用硬件驱动,如usb驱动,以太网卡驱动等

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1.1 嵌入式微控制器(Microcontroller Unit，也称MCU)

单片机就属于嵌入式微控制器，单片机机心由ROM(或EPROM)、总线、总线逻辑、定时器(或计数器)、WatchDog、I/O、串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A、Flash RAM、EEPROM等组成，它属于单片式设计，体积小、功耗低、成本小、可靠性高的特点，该类型的品种、数量都是最多的，目前嵌入式系统中，MCU在70年代就已经研制出来，但由于以上的特点，直到现在，它依然占有70%的市场份额。

1.2 嵌入式微处理器(Micro Processor Unit，又称MPU)

嵌入式微处理器是根据计算机的CPU演变来的，然而与计算机处理器不同的是，它要求性能高、功耗低、体积小、成本小、重量轻、可靠性高的特点，以满足嵌入式环境下的特殊需求，如ARM系列广泛应用于手机终端，PowerPC系列广泛应用于航空系统。

1.3 嵌入式DSP处理器(Embedded Digital Signal Processor，，又称EDSP)

DSP的算法理论在70年代就已经出现，那时还没有专门的DSP处理器，只能用MPU的分立元件实现，然而处理的速度无法满足DSP算法要求，1982年，首枚DSP处理器诞生，它是专门用于处理信号的处理器，以信号处理的特殊要求在系统结构处理、算法上进行专门设计的处理器，它具有很高的编译效果与执行速度的功能。80年代中期，诞生出基于CMOS工艺的DSP处理器，它的储容量和运算速度与前代相比都有飞跃性的提高、现在随着DSP处理器的不断发展，它的集成度更高、应用范围更广。

1.4 嵌入片上系统(System On Chip，又称SOC)

嵌入片上系统追求包容性最强的集成器件，它使现了软硬件无缝结合，在处理器片上直接嵌入操作系统的代码模块，因此具有很高的综合性。使用SOC，SOC一般是专用的芯片，它具有系统简洁、体积小、功耗小、可靠性高、生产效率高的特点。

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嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的，它必须与具体应用相结合才会具有生命力、才更具有优势。因此可以这样理解上述三个面向的含义，即嵌入式系统是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的裁减利用。

嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物，这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。所以，介入嵌入式系统行业，必须有一个正确的定位。例如Palm之所以在PDA领域占有70%以上的市场，就是因为其立足于个人电子消费品，着重发展图形界面和多任务管理;而风河的Vxworks之所以在火星车上得以应用，则是因为其高实时性和高可靠性。

嵌入式系统必须根据应用需求对软硬件进行裁剪，满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。所以，如果能建立相对通用的软硬件基础，然后在其上开发出适应各种需要的系统，是一个比较好的发展模式。目前的嵌入式系统的核心往往是一个只有几K到几十K微内核，需要根据实际的使用进行功能扩展或者裁减，但是由于微内核的存在，使得这种扩展能够非常顺利的进行。

实际上，嵌入式系统本身是一个外延极广的名词，凡是与产品结合在一起的具有嵌入式特点的控制系统都可以叫嵌入式系统，而且有时很难以给它下一个准确的定义。现在人们讲嵌入式系统时，某种程度上指近些年比较热的具有操作系统的嵌入式系统，本文在进行分析和展望时，也沿用这一观点。

一般而言，嵌入式系统的构架可以分成四个部分：处理器、存储器、输入输出(I/O)和软件(由于多数嵌入式设备的应用软件和操作系统都是紧密结合的，在这里我们对其不加区分，这也是嵌入式系统和一般的PC操作系统的最大区别)。

这些年来掀起了嵌入式系统应用热潮的原因主要有几个方面：一是芯片技术的发展，使得单个芯片具有更强的处理能力，而且使集成多种接口已经成为可能，众多芯片生产厂商已经将注意力集中在这方面。另一方面的原因就是应用的需要，由于对产品可靠性、成本、更新换代要求的提高，使得嵌入式系统逐渐从纯硬件实现和使用通用计算机实现的应用中脱颖而出，成为近年来令人关注的焦点。

从上面的定义，我们可以看出嵌入式系统的几个重要特征：

1.系统内核小。由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。比如Enea公司的`OSE分布式系统，内核只有5K，而Windows的内核?简直没有可比性。

2.专用性强。嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植，即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。同时针对不同的任务，往往需要对系统进行较大更改，程序的编译下载要和系统相结合，这种修改和通用软件的“升级”是完全两个概念。

3.系统精简。嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分，不要求其功能设计及实现上过于复杂，这样一方面利于控制系统成本，同时也利于实现系统安全。

4.高实时性的系统软件(OS)是嵌入式软件的基本要求。而且软件要求固态存储，以提高速度;软件代码要求高质量和高可靠性。

5.嵌入式软件开发要想走向标准化，就必须使用多任务的操作系统。嵌入式系统的应用程序可以没有操作系统直接在芯片上运行;但是为了合理地调度多任务、利用系统资源、系统函数以及和专家库函数接口，用户必须自行选配RTOS(Real-Time Operating System)开发平台，这样才能保证程序执行的实时性、可靠性，并减少开发时间，保障软件质量。

6.嵌入式系统开发需要开发工具和环境。由于其本身不具备自举开发能力，即使设计完成以后用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改的，必须有一套开发工具和环境才能进行开发，这些工具和环境一般是基于通用计算机上的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。开发时往往有主机和目标机的概念，主机用于程序的开发，目标机作为最后的执行机，开发时需要交替结合进行。

7.嵌入式系统与具体应用有机结合在一起，升级换代也是同步进行。因此，嵌入式系统产品一旦进入市场，具有较长的生命周期。

8.为了提高运行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片中。

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嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用 户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能

嵌入式系统一般指非PC系统，它包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件(OS)(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。有时设计人员把这两种软件组合在一起。应用程序控制着系统的'运作和行为;而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。

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摘要：针对高校人才培养难以满足企业对嵌入式人才需求的现状，对东北农业大学计算机专业的嵌入式系统课程实验教学内容和教学模式进行了改革，提出了课堂实验教学与网上课外教学相结合的教学新模式，有效地调动了学生的学习积极性，提高了学生在嵌入式方面的综合实践能力。

关键词：嵌入式系统；实验教学；教学改革；教学模式

伴随着计算机技术的飞速发展，嵌入式技术在通信、自动化控制、计算机硬件系统设计、仪器仪表开发等领域的应用越来越广泛。面对嵌入式人才稀缺，就业形势看好的现状，高校在人才培养方面确远远跟不上嵌入式技术的发展水平，难以满足企业对实践型嵌入式人才的需求。

嵌入式系统是高校以电子信息、计算机、自动化等专业本科高年级学生为授课对象，开设的以实践应用为核心的专业技能课程，涉及到电工电子技术、微机原理、接口技术、汇编语言等综合内容。

高校在嵌入式系统课程教学过程中面临如下困难：嵌入式系统基础知识多，涉及面广，内容更新快；教学中易产生过分偏软或偏硬的现象，软硬件结合不到位，且理论和实践结合较少；高校实验经费短缺导致嵌入式实验设备投入少等。这些原因直接导致高校在培养嵌入式人才时面临课程孤立、内容不全、实践创新能力有待加强、与实际应用脱节等问题。

本文以东北农业大学电气与信息学院计算机专业的嵌入式系统课程实验教学改革为背景，通过对传统嵌入式系统实验教学中存在的问题进行分析，提出了嵌入式系统课程实验教学内容改革的新思路，并基于亚科尔多媒体教学软件和BBS在线学习交流资源共享教学平台构建了课堂实验教学与网上课外教学相结合的教学新模式。

1.实验教学内容改革

基于企业对嵌入式复合型人才的需求，以计算机专业低年级开设的软硬件课程为基础，以嵌入式系统课程的硬件和软件单独实验为抓手，以培养学生软硬件交叉综合实验设计和开发能力为目标，确立嵌入式系统课程实验教学内容为基本接口实验、操作系统应用实验和综合设计实验三大类。

其中基本接口实验、操作系统应用实验为基础篇，偏重于大三学生学习，主要基于已有实验教学资料开展；而综合设计实验为提高篇，面向大四及研究生低年级学生开设，以创新项目和电子设计大赛为手段，提升学生的综合实践能力和创新能力。

2.实验教学模式改革

在嵌入式系统课程实验教学内容改革的基础上，利用计算机系服务器搭建BBS在线学习交流资源共享教学平台，结合亚科尔多媒体教学软件，形成网上课外教学与课堂实验教学相结合的教学模式，实现课上重点问题和共性问题集中解答、课下个别问题BBS在线辅导的新型实验教学模式。

2.1课堂实验教学

实验教学以实践训练为主，辅以适当的讲解，重点是对学生实验过程中遇到的共性问题进行集中讲解。基于东北农业大学电气与信息学院实验室购进的亚科尔多媒体教学软件的网络教室功能，实验教师能够高效地进行课堂实验教学，对学生进行课上教学内容的讲解、管理和共性问题的辅导。

该多媒体教学软件具有易用性好、兼容性强、稳定性高等优点，通过教师端和学生端软件的安装快速地构建多媒体网络教室，实现教师和学生桌面的录制和快速切换演示、文件的分发和收集、快速关机和重启等。

2.2网上课外教学

通过BBS在线学习交流资源共享教学平台为学生进行网上课外教学辅导，实现相关学习资料的发布、学习内容的在线交流，个别问题的在线辅导，提高学生学习的主动性，增强实验教学效果。

为了使学生尽早的了解实验内容，把握实验课的重点、难点及实验安排等信息，做好实验内容预习和实验结束后相关资料的整理，实验教师可通过BBS教学平台进行实验课程介绍、实验教学大纲、实验日历、实验规划、实验指导、实验教学视频等内容的发布；通过使用该BBS教学平台，教师还可以为学生布置综合实验作业，通过学生上传的作业了解学生的完成情况，把握学生对知识的掌握程度，为课堂实验教学提供指导；通过使用该BBS教学平台，教室还可以实时与学生交流实验中遇到的问题，并为学生提供有针对性的网上在线辅导，进一步提高学生对知识的掌握程度。

3.教学成效

为评测该实验教学内容和模式改革的效果，以计算机专业的学生为对象，以嵌入式系统课程的实验教学为媒介，进行实验教学模式的探讨和实验教学内容的实施。

通过问卷调查和课后访谈，学生普遍反映如下：通过实验教学内容的改革，学生在完成基础实验内容后，通过综合性实验项目的开展，综合实践能力得到了一定的提升；通过教学模式的改革，将教师课上实验原理讲授、实验演示与学生课下预习实验、设计实验、教师网上指导等相结合，调动了学生学习的主观能动性，有效提高了学习效果。

通过教学实践对比发现，应用该实验教学内容和模式的班级与未应用班级相比，在课上实验完成情况、综合实验设计能力方面都有了一定的提高。

4.结束语

在实验教学内容改革的基础上，将基于亚科尔多媒体教学软件的课堂实验教学与基于BBS教学平台的网上课外教学相结合，调动了学生的学习积极性，对学生理论知识和实践能力的提高起到了很好的作用。结合BBS教学平台和亚科尔多媒体教学软件进行网上课外教学与课堂实验教学相结合的教学模式对其他计算机类课程的理论和实验教学也具有一定的可借鉴性。

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嵌入式系统产品日臻完善，并在全世界各行业得到广泛应用。嵌入式系统产品的研制和应用已经成为我国信息化带动工业化、工业化促进信息化发展的新的国民经济增长点。下面是小编整理的关于嵌入式系统安装配置，欢迎大家参考!

ARM嵌入式系统上OpenCL测试

1). 简介

相比曾经，如今科技设备对处理性能和速度要求越来越高。为了应对这种技术需求，许多公司发明了不少方法来获得更好的处理性能。例如苹果公司，发明了 Open Computing Language (OpenCL)。2008年6月，苹果公司向Khronos Group 提交了 OpenCL 工作建议。历经五个月的研发，OpenCL 1.0 于 2008 年 11 月发布。

OpenCL 是为个人电脑、服务器、移动设备以及嵌入式设备的多核系统提供并行编程开发的底层 API。OpenCL 的编程语言类似于 C 语言。其可以用于包含 CPU、GPU 以及来自主流制造商如 NXP®、NVIDIA®、Intel®、AMD、IBM 等的处理器的异构平台。OpenCL 旨在提高应用软件如游戏、娱乐以及科研和医疗软件的运行速度和响应。

在本博文中，我们使用Toradex公司基于NXP iMX6QSoC的计算机模块产品ApalisiMX6Q 来测试 OpenCL，对比两个应用 - 一个运行在 GPU 上，另一个则在 CPU。最后我们将分享本次测试的结果。

2). 测试硬件平台

Toradex 的. Apalis iMX6Q 计算机模块采用 NXP 的 iMX6 四核处理器，其提供的处理性能特别适合于多媒体应用。该处理器具有 4 个 ARM® Cortex®-A9 核，最高主频为 800MHz。除了处理器，Apalis 系统模块还具有高达 2GB DDR3 RAM(64bit)和 4GB eMMC Flash。

除了具备出色的图形和多媒体处理能力，该处理器还具有 Vivante GC2000 3D GPU，其能够支持 OpenCL EP (Embedded Profile)。因此，我们能充分够利用 i.MX6QGPU 处理能力。

3). Toradex Embedded Linux 镜像中添加 OpenCL

我们假设你已经具有能够编译 Apalis iMX6 镜像的 OpenEmbedded 编译环境。你可以参考Toradex开发者中心OpenEmbedded(core) 文章。

4). GPU 和CPU 代码

我们使用数列求和应用作为基本的演示例程。第一部分代码运行在 GPU 上，第二部分则在 CPU 上。应用执行完毕后打印其所消耗的时间。使用 OpenCL 所需的头文件是 cl.h，位于文件系统的 /usr/include/CL 目录。链接程序所需的库文件是 libGAL.so 和 libOpenCL.so，位于 /usr/lib 目录。

为了计算消耗的时间，我们创建带分析功能的队列，在结束的时候获取分析的结果。

OpenCL 代码见如下GitHub链接：

giobauermeister/OpenCL-test-apps/tree/master/cl_sample_timer

CPU 代码是简单的 C 程序，和上面一样计算同样的队列求和。为了计算消耗的时间，我们使用 time.h中的库。代码见如下链接：

giobauermeister/OpenCL-test-apps/tree/master/proc_sample

5). 交叉编译应用

同一个 Makefile 可以用于交叉编译 GPU 和 CPU 应用，如以下面链接Makefile为例，不过你需要注意下面的三个变量。根据你的系统做相应的调整：

giobauermeister/OpenCL-test-apps/blob/master/proc_sample/Makefile

a). ROOTFS_DIR -> Apalis iMX6 文件系统路径

b). APPNAME -> 应用的名字

c). TOOLCHAIN -> 交叉编译工具的路径

在应用所在的目录中保持 Makefile 文件，然后运行 make。最后将编译生成的文件复制到 Apalis iMX6 开发板上。

6). 在执行两个应用程序后，我们得到以下结果：

--------------------------------

### Processor time

Execution time in miliseconds = 778.999 ms

Execution time in seconds = 0.779 s

### GPU time

Execution time in milliseconds = 12.324 ms

Execution time in seconds = 0.012 s

--------------------------------

根据以上结果，我们可以很清楚地看到在 Apalis iMX6Q GPU 上使用 OpenCL 能够加速队列求和运算。

7). 总结

用户想要使用 Apalis iMX6Q GPU ，除了其他的方法，还可以使用 OpenCL 提高计算性能。正如本博文所描述，借助 OpenCL，可以在不同设备从图形显卡到超级计算机以及嵌入式设备，运行代码。用户还可以进一步结合，例如在 OpenCV 中使用 OpenCL 提高计算机视觉的性能。这个演示可以作为开发无图形界面应用的例程。

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嵌入式系统通常为一个资源受限的系统。直接在嵌入式系统的硬件平台上编写软件比较困难，有时甚至是不可能的。目前，一般采用的办法是，先在通用计算机上编写程序，然后，通过交叉编译，生成目标平台上可运行的二进制代码格式，最后下载到目标平台上的特定位置上运行，具体步骤如下。

第一步，建立嵌入式Linux交叉开发环境。目前，常用的交叉开发环境主要有开放和商业两种类型。开放的交叉开发环境的典型代表是GNU工具链，目前已经能够支持x86、ARM、MIPS、PowerPC等多种处理器。商业的交叉开发环境主要有Metrowerks CodeWarrior、ARM Software Development Toolkit、SDS Cross compiler、WindRiver Tornado、Microsoft Embedded Visual C++等。交叉开发环境是指编译、链接和调试嵌入式应用软件的环境。它与运行嵌入式应用软件的环境有所不同，通常采用宿主机/目标机模式。

第二步，交叉编译和链接。在完成嵌入式软件的编码之后，就是进行编译和链接，以生成可执行代码。由于开发过程大多是在Intel公司x86系列CPU的通用计算机上进行的，而目标环境的处理器芯片却大多为ARM、MIPS、PowerPC、DragonBall等系列的微处理器，这就要求在建立好的交叉开发环境中进行交叉编译和链接。

第三步，交叉调试。

① 硬件调试。如果不采用在线仿真器，可以让CPU直接在其内部实现调试功能，并通过在开发板上引出的调试端口，发送调试命令和接收调试信息，完成调试过程。目前，ARM公司提供的开发板上使用的则是JTAG调试端口。

② 软件调试。在嵌入式Linux系统中，Linux系统内核调试，可以先在Linux内核中设置一个调试桩(debug stub)，用作调试过程中和宿主机之间的通信服务器。然后，可以在宿主机中通过调试器的串口与调试桩进行通信，并通过调试器控制目标机上Linux内核的运行。

第四步，系统测试。整个软件系统编译过程，嵌入式系统的硬件一般采用专门的测试仪器进行测试，而软件则需要有相关的测试技术和测试工具的支持，并要采用特定的测试策略。测试技术指的是软件测试的专门途径，以及能够更加有效地运用这些途径的特定方法。

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