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1嵌入式系統的體系結構

嵌入式系統的體系結構主要分為軟件與硬件兩大類，包含處理器、操作系統、應用軟件系統以及硬件設備等，各自發揮不同的功能。若根據不同的形式特征可將其劃分為3種不同的體系結構形式，有知識產權核（IP）級、芯片級和模塊級，通過不同的產品需要，結合實際的情況，可以針對性的進行模塊與功能的選擇，使電子產品具備各種特定的性能。

1.1IP級IP技術屬于一種知識產權，是完成系統內部某種功能的核心，以問答的形式進行了各種網絡協議模型的編輯，其芯片是多種子系統和子模塊的集成。IP核是計算機技術的核心部件，包括數字IP和IP模擬，并可表現為軟核、硬核以及固核三個不同的形態特征。軟IP核包括有圖像CODEC、軟MODEM聲音CODEC和軟FAX等單元；硬IP核則包括16/32/64位OSP（數字信號處理器）核、8/16/32位MCU（微控制器）核、16/32/64位RISC/CLSC結構的MPU（微處理器）核、存儲器單元及標準邏輯宏單元、USB特殊邏輯單元等。芯片設計者選取的軟核和硬核都是保證技術需求的前提下而專門設定的。這種集合了軟核和硬核的芯片就形成了系統級芯片SOC的形式。這種形式的出現將大大提高了設計者開發出完整系統的效率，減小了開發者的負擔，設計的周期也相對減小，從而保障了市場競爭力，提升了品牌能力。SOC這種將硬軟件結合的形式，在PC時代的智能化產生重大的影響。

1.2芯片級隨著各種應用系統的出現和IP產品的更新，新型的處理器芯片以及存儲器芯片都可應用于嵌入式系統的組裝，并可結合各種不同的應用性軟件將其以固定的形式進行保存。

1.3模塊級為了更充分的利用PC的通用性和便捷性，往往將X86處理器構成的計算機系統嵌入到應用系統中。因此，嵌入式系統不僅應具有較小的體積，還必須具有較高的可靠性。將以往體積較大的操作式系統成功轉變為嵌入式系統，將功能分離的應用系統固化在固態盤中將其有效結合在一起。這種嵌入式系統在工業儀器儀表中的應用較為廣泛，例如研祥、研華等公司對嵌入式系統研究出了一種以PC104總線為框架的系統。計算機最基本的功能集成在90mm*96mm大小的模板上，去掉了PC地底板和ISA總線的卡槽結構，節約了空間。由于使用了CMOS，元器件的數量也隨之減少，模板的功耗越來越低。PC104總線的設計，實現了PC104功能模塊的隨意搭接，擴充了系統的功能，使設計者更加靈活的應用。

2系統總體方案設計

電子信息產品采用嵌入式的系統結構可以有效解決節點擴展的問題，也可以保留原有的設備，使原有的設備得到充分的利用，節約了投資，也不用考慮布線的問題。電子信息產品檢測信息采集系統的主要功能是對散落節點信息的收集和實時監控，同時也可針對采集點附近的環境作出相應的監測和控制。因此，在進行系統方案的設計時，必須重點把握各主控節點的設計，不僅要達到一定的通用性和可靠性，還需保證完善的監控功能，最終通過結合應用系統的實際功能而達成完整的網絡，從而達到信息監控與采集的效果。

2.1系統硬件體系結構設計信息產品檢測信息采集體系的結構主要包括主控制節點和采集節點。在設計時需要考慮各節點的通用性和擴展性，在兼具較高的升級性能的同時也能具備優越的性價比。

2.2系統軟件體系結構設計針對不同的應用軟件，可設計出具有不同特征的硬件設備，為了更好的適應不同的硬件設備和應用需求，軟件設計需要具備升級和刪除的空間，具備便捷的操作性，嵌入式系統和成熟的協議可以實現復雜系統功能的穩定性。

3系統硬件設計

信息采集系統是由一個個具備監測和采集功能的網絡節點組成的單元。主要包括了主控模塊處理器的選擇，無限電路的設計，與上位機通信RS-232模塊，節點電源模塊，檢測電路的設計和電路板制作。電源模塊電路一般有兩種方案，不同的條件選用的設備不同；可對主控節點選取5V的穩定電壓進行供電，LT-1117-3的工作電壓能保持在3.3V。

4系統軟件設計

節點的運行模式與信息采集系統的軟件息息相關。在信息采集系統中，信息采集一般是有一個具體的流程，節點檢測到環境信息時向主控節點報告外，其它的也可以由主控節點發起。主控節點：1）將網絡信息庫建立在各節點處，并完成網絡ID的設置，待采集節點的網絡成功連接。2）數據包成功傳輸到采集節點后，點擊確認傳送的指令，傳輸的信息則會在上機位上有所顯示。待得到了相應的回饋后，再作出處理操作。在配置通道可用的情況下，可完成采集信息的接收，在配置通道受阻的情況下，則需一直等待。3）若上機位的命令成功傳達，此時需進行解析，并以不同的定義來完成操作指令。4）對回送信息的地址進行匹配，在地址正確的情況下，可向上位機提出相應的回顯請求；在地址錯誤的情況下，則會以錯誤的信號來進行提示。在接收信息時，若出現等待超時的現象，則需對數據包進行重新發送，直到發送的次數達到了最大設置的閥值。5）若由外部事件觸發，則向采集節點發送控制數據包。6）對3）、4)、5)的過程進行循環操作。

5結束語

目前，嵌入式系統的應用已經相當廣泛了，主要體現在信息家電、電子商務、網絡技術、生物微電子領域和國防工業，但這仍將是嵌入式系統重要的發展方向和研究方向，它在經濟上有明顯的優勢，推廣價值高，嵌入式系統的應用將隨著互聯網的發展，應用前景將更開闊。

作者：胡仕凱單位：貴陽永青儀電科技有限公司