嵌入式软件开发的关键技术

摘 要 移动通信、智能终端等技术的快速发展促进了嵌入式软件的普及和适应，并在生产制造、汽车电子、电力通信等领域得到广泛使用，促进了人类生活的信息化、智能化和共享化。本文详细地描述了嵌入式软件在操作系统、支撑软件和应用软件等三个方面的发展现状，归纳了嵌入式软件开发采用的关键技术，包括数字电路、微控制器、HTML5开发平台等，为嵌入式软件开发提供参考。

【关键词】嵌入式软件 数字电路 微控制器 HTML5

1 引言

随着移动通信、光纤通信、单片机、智能终端等技术的快速发展和进步，嵌入式软件在多领域得到了广泛普及和使用。嵌入式软件具有以应用为核心、软硬件可裁剪、轻量级并发线程、低成本微功耗等特点，集成了新时期的微控制器、PLC、Java、.NET等多种技术，已经在整个软件产业中占据了非常重要的地位，被称为新型信息产业研发的重点。

2 嵌入式软件应用发展现状

经过多年的发展和应用，嵌入式软件主要分为三个层次，分别是嵌入式操作系统软件、嵌入式支撑软件、嵌入式应用软件。这些软件应用现状如下：

2.1 嵌入式操作系统软件

嵌入式操作系统是一种用途广泛的系统软件，其主要负责嵌入式硬件资源分配、协调调度、并发控制等功能，经过多年的发展，嵌入式操作系统已经诞生了VxWorks、OS-9、Windows CE、pSOS、Palm OS、QNX、Linux、LynxOS等多种软件，这些软件为工业控制、国防军工、电力通信、政企单位提供了强大的信息化支撑。

2.2 嵌入式支撑软件

嵌入式支撑软件主要用来支持软件开发，这些工具包括嵌入式数据库、QT开发工具、J2ME开发平台等。嵌入式数据库是人们为了适应现代移动计算、智能终端而提出的一种微型数据库，可以支持某种具体的应用，运行于各类型的嵌入式设备中，目前，嵌入式数据库系统经过多年的研发，已经诞生了SQLite数据库、Sybase数据库、Oracle数据库等，为嵌入式软件开发提供了更加有效的支持力。

2.3 嵌入式应用软件

嵌入式应用软件是指针对某一固定领域或平台开发的计算机软件，这些嵌入式软件属于轻量级、多线程、并发性应用程序，能够达到用户的预期计算和服务目标。由于嵌入式应用软件在处理时间和精度上存在较多的要求，因此嵌入式应用软件与普通软件存在较大的差别，不仅要求具有较高的准确性、安全性和稳定性，还要尽可能地满足通讯处理、文字处理、多媒体处理、智能机交互、Email收发等功能。随着平板电脑、智能手机的普及，嵌入式软件又在视频监控、智能家居等领域得到应用，开发了更多的专业性较强的智能家居设备。

3 嵌入式软件开发关键技术

嵌入式软件与软硬件资源关系非常密切，因此软件开发涉及的关键技术非常多，既包括数字电路、微控制器、传感器等硬件技术，同时也包括移动定位、canvas绘图功能、HTML5等软件技术。

3.1 数字电路技术

数字电路在嵌入式软件开发中具有重要的作用，嵌入式件包括多个组件，分别是CPU、存储器、输入输出接口等，这些部件的连接都依赖数字电路。数据电路经过多年的应用和改进，已经进入到超大规模集成电路时代。利用数字集成电路可以实现总线通信和传输，传输智能终端控制器发出的各类型命令信号。

3.2 微控制器

嵌入式软件部署于智能终端，这些硬件终端具有体积小、重量轻、移动便携等优势，因此其研发和制造过程中需要使用微控制器。微控制器是一种大规模的集成电路，能够输入输出多种指令，并且具有较强的可推广性，实现了智能终端的并发控制运行。目前，微控制器经过多年的研究，已经诞生了很多种类型，比如华为海思系列、高通系列等，这些处理器的时钟处理频率更快更高，因此可以更好地承载各类型的应用软件。

3.3 HTML5技术

HTML5技术提供了一种更加适用于嵌入式软件开发的标签和样式显示模式。HTML5技术提供了三种非常重要的在线存储和处理机制，分别是Indexed DB机制、Application Cache机制和WebStorage机制。Indexed DB是HTML5独特的数据存储机制，其可以使用本地数据库存储大容量的数据，这些数据多采用关系结构模式。Application Cache是一种网页缓存机制，其可以通过定义一个称谓manifest的文件，在浏览器中下载缓存的网页文件，并且可以将数据以文件为单位存储到本地数据库。Web Storage离线存储机制可以看做是加强型的Cookie，其不会受到数据大小的影响，并且具有较好的弹性及架构，可以将数据写入到移动设备的ROM中，在关闭浏览器之后，还可以再打开，恢复相关的数据，以便能够实现高效率的数据读写。

3.4 移动定位功能

随着GPS、北斗导航等卫星定位技术的应用，移动定位功能已经在各类型的嵌入式软件上得到广泛普及，比如高德地图、百度地图等，并且这些嵌入式电子地图开发了许多应用软件。

3.5 canvas绘图功能

嵌入式软件开发过程中，需要利用虚拟现实、图像处理技术实时绘制图像，以便将实体目标模型快速化渲染出来，并提供给用户浏览。因此，嵌入式软件运行过程中嵌入了canvas绘图功能，利用先进的绘图管理功能能够支持3D绘图功能，并且有效支持图像的旋转、移动、缩放等图片操作，降低互联网的传输带宽占用率，提升了图片的显示精确度。

4 结束语

嵌入式软件可以与智能终端、传感器、数据库相结合，利用嵌入式软件加工处理视频图像、文字信息、音频信息等数据内容，为工业制造、智能交通、视频监控等政企单位信息化服务提供支撑，实现了强大的数据共享和多应用服务功能。

参考文献

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作者单位

安徽工业经济职业技术学院 安徽省合肥市 230051