嵌入式电子信息论文

1嵌入式系统的体系结构

嵌入式系统的体系结构主要分为软件与硬件两大类，包含处理器、操作系统、应用软件系统以及硬件设备等，各自发挥不同的功能。若根据不同的形式特征可将其划分为3种不同的体系结构形式，有知识产权核（IP）级、芯片级和模块级，通过不同的产品需要，结合实际的情况，可以针对性的进行模块与功能的选择，使电子产品具备各种特定的性能。

1.1IP级IP技术属于一种知识产权，是完成系统内部某种功能的核心，以问答的形式进行了各种网络协议模型的编辑，其芯片是多种子系统和子模块的集成。IP核是计算机技术的核心部件，包括数字IP和IP模拟，并可表现为软核、硬核以及固核三个不同的形态特征。软IP核包括有图像CODEC、软MODEM声音CODEC和软FAX等单元；硬IP核则包括16/32/64位OSP（数字信号处理器）核、8/16/32位MCU（微控制器）核、16/32/64位RISC/CLSC结构的MPU（微处理器）核、存储器单元及标准逻辑宏单元、USB特殊逻辑单元等。芯片设计者选取的软核和硬核都是保证技术需求的前提下而专门设定的。这种集合了软核和硬核的芯片就形成了系统级芯片SOC的形式。这种形式的出现将大大提高了设计者开发出完整系统的效率，减小了开发者的负担，设计的周期也相对减小，从而保障了市场竞争力，提升了品牌能力。SOC这种将硬软件结合的形式，在PC时代的智能化产生重大的影响。

1.2芯片级随着各种应用系统的出现和IP产品的更新，新型的处理器芯片以及存储器芯片都可应用于嵌入式系统的组装，并可结合各种不同的应用性软件将其以固定的形式进行保存。

1.3模块级为了更充分的利用PC的通用性和便捷性，往往将X86处理器构成的计算机系统嵌入到应用系统中。因此，嵌入式系统不仅应具有较小的体积，还必须具有较高的可靠性。将以往体积较大的操作式系统成功转变为嵌入式系统，将功能分离的应用系统固化在固态盘中将其有效结合在一起。这种嵌入式系统在工业仪器仪表中的应用较为广泛，例如研祥、研华等公司对嵌入式系统研究出了一种以PC104总线为框架的系统。计算机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总线的卡槽结构，节约了空间。由于使用了CMOS，元器件的数量也随之减少，模板的功耗越来越低。PC104总线的设计，实现了PC104功能模块的随意搭接，扩充了系统的功能，使设计者更加灵活的应用。

2系统总体方案设计

电子信息产品采用嵌入式的系统结构可以有效解决节点扩展的问题，也可以保留原有的设备，使原有的设备得到充分的利用，节约了投资，也不用考虑布线的问题。电子信息产品检测信息采集系统的主要功能是对散落节点信息的收集和实时监控，同时也可针对采集点附近的环境作出相应的监测和控制。因此，在进行系统方案的设计时，必须重点把握各主控节点的设计，不仅要达到一定的通用性和可靠性，还需保证完善的监控功能，最终通过结合应用系统的实际功能而达成完整的网络，从而达到信息监控与采集的效果。

2.1系统硬件体系结构设计信息产品检测信息采集体系的结构主要包括主控制节点和采集节点。在设计时需要考虑各节点的通用性和扩展性，在兼具较高的升级性能的同时也能具备优越的性价比。

2.2系统软件体系结构设计针对不同的应用软件，可设计出具有不同特征的硬件设备，为了更好的适应不同的硬件设备和应用需求，软件设计需要具备升级和删除的空间，具备便捷的操作性，嵌入式系统和成熟的协议可以实现复杂系统功能的稳定性。

3系统硬件设计

信息采集系统是由一个个具备监测和采集功能的网络节点组成的单元。主要包括了主控模块处理器的选择，无限电路的设计，与上位机通信RS-232模块，节点电源模块，检测电路的设计和电路板制作。电源模块电路一般有两种方案，不同的条件选用的设备不同；可对主控节点选取5V的稳定电压进行供电，LT-1117-3的工作电压能保持在3.3V。

4系统软件设计

节点的运行模式与信息采集系统的软件息息相关。在信息采集系统中，信息采集一般是有一个具体的流程，节点检测到环境信息时向主控节点报告外，其它的也可以由主控节点发起。主控节点：1）将网络信息库建立在各节点处，并完成网络ID的设置，待采集节点的网络成功连接。2）数据包成功传输到采集节点后，点击确认传送的指令，传输的信息则会在上机位上有所显示。待得到了相应的回馈后，再作出处理操作。在配置通道可用的情况下，可完成采集信息的接收，在配置通道受阻的情况下，则需一直等待。3）若上机位的命令成功传达，此时需进行解析，并以不同的定义来完成操作指令。4）对回送信息的地址进行匹配，在地址正确的情况下，可向上位机提出相应的回显请求；在地址错误的情况下，则会以错误的信号来进行提示。在接收信息时，若出现等待超时的现象，则需对数据包进行重新发送，直到发送的次数达到了最大设置的阀值。5）若由外部事件触发，则向采集节点发送控制数据包。6）对3）、4)、5)的过程进行循环操作。

5结束语

目前，嵌入式系统的应用已经相当广泛了，主要体现在信息家电、电子商务、网络技术、生物微电子领域和国防工业，但这仍将是嵌入式系统重要的发展方向和研究方向，它在经济上有明显的优势，推广价值高，嵌入式系统的应用将随着互联网的发展，应用前景将更开阔。

作者：胡仕凯单位：贵阳永青仪电科技有限公司