基于平台和中间件的嵌入式系统软硬件协同设计

周哲熙

（广州海格通信集团股份有限公司，广东广州，510230）

1　嵌入式系统软硬件协同设计

现阶段，嵌入式系统主要指以16/32位的RISC架构的微处理器，微处理器是嵌入式系统重要的组成部分，在一定程度上直接影响着嵌入式系统运行的安全性与稳定性，所以是微处理器是其运行的关键之处。传统的嵌入式系统是由8位微控制器构成的，其在运行中存在诸多问题，不仅浪费大量的人力与物力，工作效率低下，还无法保证整个系统运行的有效性。随着32位嵌入式系统的出现与应用，在一定程度上改善传统系统的弊端。目前，随着人们对系统功能要求的多样化以及复杂化，再加上新技术、新产品的不断更新，使得嵌入式系统设计方式面临着严峻挑战。我们提出了基于基于平台和中间件的嵌入式系统软硬件协同设计。

系统本身具有一定的复杂性，综合性比较强，对设计技术与应用方式具有极高的要求，设计方式是影响嵌入式系统是否科学、合理的决定性因素，而且设计方法公司影响企业成本与经济效益的主要因素。为了满足人们多样化复杂化的需求，为了保证嵌入式系统运行的有效性与稳定性，需要对设计方式进行突破创新，因此需要从硬件与软件两方面入手。严格遵循相关设计规范要求，并充分发挥硬件与软件的优势，进而实现优化协同设计。

嵌入式系统开发周期短、又是一项比较复杂的过程，充分考虑到各方面因素，将软件与硬件平台设计模式与中间件、构件技术应用到嵌入式系统设计中。对具体的应用系统设计而言，需要综合分析功能与性能指标，根据客户需求建立应用系统规范，从功能与结构上进行全面优化升级，充分发挥软件系统与硬件系统的优势，在符合相关设计要求基础之上，根据设计规范与约束条件对系统进行软件与硬件划分以及层次化设计，突破传统设计模式与理念。并对设计结果进行性能与功能评价，必要时进行模拟试验，以此保证嵌入式系统设计的合理性与可靠性。进行基于MPU/MCL硬件平台设计，并通过RTOS和中间件内部储存的信息数据，建立嵌入式系统硬件与软件设计平台。最后利用通信与同步机制对整个嵌入式系统进行综合模拟，也就是说在投入使用之前，进行相应的审核与试验，保证嵌入式系统设计的有效性与可靠性，一旦发现任何问题及时修正，通过软件与硬件综合，最终形成原型样机。

2　嵌入式系统开发平台

现阶段，嵌入式系统采用层次体系结构，随着科学技术与信息技术的不断完善与发展，由传统的单一形式向总线结构方向转化，这也是社会发展与进步的具体表现。层次体系结构就是将不同的功能模块，设计成单独软件构件，各个构件都有特定的职责，并且软件之间又紧密联系到一起。其中包括中间件，通过这种方式将具有相互通信与翻译功能的结构构件连接到一起，也就是说将两个单独功能的软件构件连接到一起，在这种结构体系中，可以对整个嵌入式系统运行进行实时跟踪监测，一旦发现任何问题需要停止机械运行，就可以软件构件进行更换、维修以及日常养护工作等。

3　嵌入式软件中间件

嵌入式软件中间件是嵌入式系统中最重要的组成部分，是嵌入式系统运行的核心与发展的基础，在一定程度上直接影响着嵌入式系统运行的有效性与稳定性。嵌入式软件中间件指的是在嵌入式系统中，RTOS与应用程序之间的一种传递信息的软件，从根本上说嵌入式软件中间件就是接受系统外部与内部信息，并将这些信息数据传输到特定位置上。由于嵌入式系统具有一定的复杂性与综合性，因此，对嵌入式软件中间件具有极高要求，专业化比较强，必须符合行业规范或者国家相关标准。

嵌入式软件中间件是典型的应用模式，但是目前对其理论研究与实践研究还处于发展的初级阶段，其应用与相关规范还不够成熟。从某种意义上将，在OSII内核基础上，采用嵌入式软件中间件模式建立文件系统，是对相当设计方式的一种挑战。嵌入式系统采用NE2000兼容的RTL8019AS以太网控制芯片，同时需要创建完善的网络设备驱动程序，实现底层网络接口与硬件驱动函数。此外，需要将网络上层协议与物理接口相隔离，并根据相关设计要求，对嵌入式系统内部各个功能的数据信息进行实时跟踪监督，掌握与了解整个系统运行情况，一旦发现任何问题或者异常，可以及时采取相应措施处理。还可以提高风险意识,采取相应的防范措施，以保证嵌入式系统运行的安全性与稳定性。嵌入式系统的HTTP服务器，与80号端口相连接，对用户的使用情况以及消费心理活动进行分析与或处理，提供可靠数据信息，为嵌入式系统设计提供数据支持。

4　结束语

嵌入式系统设计面临严峻挑战，对设计方法与理念都提出更高要求。同时，也不表现出市场对嵌入式系统设计极高的依赖性。不断探索，突破创新，采用平台与中间件技术的软硬件协调设计方法应用到嵌入式系统设计中，对各项资源进行合理配置，简化复杂系统，不仅缩短开发时间，同时也提高了嵌入式系统运行的稳定性与可靠性。