Systém je uspořádání několika jednotek sestavených dohromady, aby fungovaly podle daných pokynů. Vestavěný systém je kombinací hardwaru i softwaru, který provádí konkrétní úkol ve stanoveném období (což znamená, že by měl provádět pouze jeden konkrétní úkol, jako je pračka). Hlavní výhodou použití zabudovaného systému v aplikaci je, že může minimalizovat velikost a náklady a také zvyšuje spolehlivost a efektivitu úkolu. Tento článek poskytuje přehled o jazycích integrovaného softwaru, integrovaném systému programování a jejich funkce.
Součásti vestavěných systémů
Následují komponenty vestavěných systémů
- Vestavěný hardware: Mikrokontrolér je srdcem integrovaného systému, kde je pro komunikaci integrováno více periferních zařízení s vestavěným hardwarem.
- Integrované RTO: Integrovaný operační systém v reálném čase se používá k provádění všech složitých (ar operací.
- Ovladače zařízení: Funguje jako most mezi operačními systémy a periferními zařízeními.
- Komunikační komíny: Používá se pro komunikaci s externími zařízeními.
- Vestavěné aplikace: Provádí předdefinovanou funkci vloženého zařízení.
Komponenty vestavěného systému
Integrovaný software
Integrovaný software nebo programování vestavěného systému je počítačový software, který se používá k ovládání zařízení poskytnutím sady pokynů. Je také pojmenován jako firmware, různá zařízení s různými funkcemi lze programovat pomocí zabudovaného softwaru, udržováním omezení návrhu (jako jsou omezení doby odezvy, přísné termíny a zpracovaná data) a ukládáním konečných dat do Paměť (Ram / Rom).
Software je řízen nebo iniciován rozhraním stroje. Integrovaný software je zabudován do veškeré elektroniky, jako jsou automobily, telefony, roboty, bezpečnostní systémy atd., který lze snadno spustit na 8bitové verzi mikrokontrolér využití paměti až do několika kB. Pomáhá při zpracování složitých operací a určuje přesný výpočetní rámec.
Programovací jazyky vestavěného systému
Integrovaný software používá operační systém, což je operační systém v reálném čase, který provádí více úkolů najednou. Integrované programy se programují pomocí v C / C ++ , Phyton a Java Scripts jazyky a jsou zpracovávány na operačních systémech jako Linux OS , VxWorks , Fusion RTOS, Nucleus RTOS, micro C / OS, OSE atd. Výběr programovacího jazyka hraje zásadní roli při vývoji zabudovaného softwaru, který je založen na určitých faktorech, jak je uvedeno níže,
- Velikost : Množství paměti požadované programem hraje důležitou roli, protože vestavěné procesory (mikrokontroléry) mají na základě své aplikace specifické množství paměti ROM (Read Only Memory).
- Rychlost : Rychlost provádění programu musí být vysoká
- Přenosnost: Pomocí jednoho programu lze sestavit různé procesory.
- Implementace je obtížná
- Údržba je obtížná.
Programování vestavěného systému v montážním jazyce
Programování vestavěného systému v systému Windows montážní jazyk (vstup) a převod na jazyk na úrovni stroje (output) using an assembler can be explains using the following example, where we perform the addition of two numerics using two sperate registers and store the result in an output register.
Vstup
ZDE: MOV R0, # 01H
MOV # 1, # 02H
MOV A, R0
PŘIDAT A, R1
MOV P0, A
SIMP ZDE
Výstup
Operand adresy Opcode
0000 78 01
0002 79 02
0004 E8 -
0005 29 -
0006 F5 80
0008 80 00
Kód sestavy se používá k vývoji efektivního kódu z hlediska velikosti a rychlosti. Vývoj většího kódu v assembleru se stává obtížným, což může vést k vyšším nákladům na vývoj softwaru a přenositelnost kódu chybí. Proto, abychom překonali tuto nevýhodu, používáme jazyk na vysoké úrovni, jako je vložený C. .
O C, C ++, Java a Embedded C
C Programování
Jazyk C je strukturálně orientovaný jazyk vyvinutý Dennisem Ritchiem. Poskytuje méně přístupu do paměti pomocí jednoduchého kompilátoru a poskytuje data efektivně podle pokynů stroje. Jsou použitelné v širokém rozsahu od vestavěných systémů po superpočítače.
Vložený C.
Embedded C je rozšíření jazyka C, které se používá pro vývoj vestavěného systému. Syntaxe je podobná jazyku C (jako hlavní funkce, deklarace funkcí, deklarace datových typů, smyčky atd.). Hlavní rozdíl mezi vloženým jazykem C a standardním jazykem C je adresování vstupu a výstupu hardwaru, operace s pevným bodem a zpracování adresních prostorů.
Použití C ve vestavěném systému z důvodu následujících výhod
- Je malý a snadno se program učí, rozumí mu a ladí.
- Všechny kompilátory C jsou kompatibilní se všemi integrovanými zařízeními
- Je nezávislý na procesoru (to znamená, že není specifický pro konkrétní mikroprocesor nebo mikrokontrolér).
- Jazyk C používá kombinaci montážního jazyka a funkcí jazyka vyšší úrovně
- Je poměrně efektivní, spolehlivější, flexibilnější a přenosnější mezi různými platformami.
- Programy vyvinuté v jazyce C jsou snáze srozumitelné, laditelné a udržovatelné.
Ve srovnání s jiným jazykem na vysoké úrovni nabízí C větší flexibilitu, protože je to relativně malý jazyk orientovaný na strukturu a podporuje bitové úrovně na nízké úrovni manipulace s daty .
C ++
Objektově orientovaný jazyk, jako je C ++, není volitelný pro vývoj efektivního programu v prostředích omezujících výzkum, jako jsou vložená zařízení. Virtuální funkce a zpracování výjimek v C ++ jsou některé specifické funkce, které nejsou efektivní z hlediska prostoru a rychlosti systému.
JÁVA
Integrovaný systém lze naprogramovat v jazyce JAVA pomocí virtuálního stroje JAVA (JVM), který přistupuje k mnoha zdrojům. Primárně najde využití v aplikacích vyšší třídy (jako jsou mobilní telefony) a nabízí přenositelnost napříč systémy pro zpracování aplikací. U menších vestavěných zařízení to není preferováno.
Integrovaná programovací architektura C a příklad
Zabudovanou programovací architekturu C lze pochopit na příkladu použití 8051 mikrořadičů , kde jeho funkcí je blikat LED žárovku, která je připojena k PORT1 ovladače a použitý kompilátor je Keil C Compiler. Následuje kód pro VEDENÝ blikat.
#include // směrnice pre-procesoru
Void delay (int) // deklarace funkce delay
Void main (void) // Hlavní funkce
{
P1 = 0x00 // port1 nesvítí, takže LED nesvítí a je uložena v reg51.h
while (1) // smyčka nekonečna
{
P1 = OxFF //// port1 je zapnutý, takže LED svítí
delay (1000) // přiřazení delay
P1 = 0X00 // port1 vypnutý
zpoždění (1000)
}
}
Void delay (int d) // přiřazení funkce delay
{
unsigned int i = 0 // proměnné přiřazené místně
pro (d> 0 d-)
{
pro (i = 250 i> 0i–)
pro (i = 248 i> 0i–)
}
}
Výhody
Výhody integrovaného softwaru jsou následující
- Načítání dat je rychlejší
- Cena je nízká
- Využívá méně zdrojů.
Nevýhody
Níže jsou uvedeny nevýhody vestavěného softwaru
- Aktualizace je složitá
- V případě problémů je nutné pokaždé provést nové nastavení
- Škálovatelnost pro malé hodnoty je obtížná.
Aplikace
Následují aplikace integrovaného softwaru
- Bankovní
- Auta
- Domácí spotřebiče
- Auto
- Střely atd.
Časté dotazy
1). Co je vestavěný software?
Integrovaný software nebo programování vestavěného systému je počítačový software, který se používá k ovládání zařízení poskytováním pokynů.
2). Jaké jsou programy používané v softwaru vestavěného systému?
Softwarové programy zabudovaného systému jsou programovány v jazycích C nebo C ++, Phyton a Java Script.
3). Jaký je rozdíl mezi vestavěnými systémy a normálním systémem?
Integrovaný systém je kombinací hardwaru a softwaru, kde je navržen pro konkrétní účel. Procesy jsou zpracovávány postupně. Zatímco normální procesor je operační systém RTO v reálném čase, je vyžadován tam, kde je potřeba paralelního provádění.
4). Jaké jsou různé typy vestavěných systémů?
Vestavěné systémy jsou rozděleny do dvou kategorií
- Na základě požadavků na výkon a funkčnost jsou dále klasifikovány jako Real-time, stand-alone, networked, mobile.
- Na základě výkonu mikrokontroléru jsou dále klasifikovány jako malé, střední a sofistikované
5). Hlavní aplikace vestavěného systému
Mezi hlavní aplikace integrovaného systému patří
- Pračka
- Digitální fotoaparáty
- Hudební přehrávač atd.
Integrovaný systém je kombinací hardwaru a softwaru. Kde vestavěné softwarové programy jsou programovány v C nebo C ++, Phyton a Java Script. Pracují na OS Linux, micro C / OS, QNX atd. Jazyk C tvoří základní jazyk pro psaní vložených softwarových kódů. Toto je tedy přehled zabudovaného softwaru a jeho architektury vysvětlený pomocí programu.
