Što je programiranje ugrađenog sustava i njegovi jezici

Što je programiranje ugrađenog sustava i njegovi jezici

Sustav je raspored više jedinica, sastavljenih zajedno da funkcioniraju u skladu s danim uputama. Ugrađeni sustav kombinacija je hardvera i softvera koji izvršava određeni zadatak unutar određenog razdoblja (što znači da bi trebao izvršiti samo jedan određeni zadatak poput perilice rublja). Glavna prednost korištenja ugrađenog sustava u aplikaciji je u tome što može minimizirati veličinu i troškove, a također poboljšava pouzdanost i učinkovitost zadatka. Ovaj članak daje pregled ugrađenih softverskih jezika, ugrađenog sustava programiranje , i njihove funkcije.



Komponente ugrađenih sustava

Slijede komponente ugrađenih sustava


  • Ugrađeni hardver: Mikrokontroler je srce ugrađenog sustava, gdje je više perifernih uređaja povezano s ugrađenim hardverom u svrhu komunikacije.
  • Ugrađeni RTO: Ugrađeni operativni sustav u stvarnom vremenu koristi se za izvođenje svih složenih operacija.
  • Upravljački programi uređaja: Djeluje kao most između operativnog sustava i perifernih uređaja.
  • Komunikacijski stogovi: Koristi se za komunikaciju s vanjskim uređajima.
  • Ugrađene aplikacije: Izvršava unaprijed definiranu funkciju ugrađenog uređaja.
Komponente ugrađenog sustava

Komponente ugrađenog sustava





Ugrađeni softver

Ugrađeni softver ili programiranje ugrađenog sustava je računalni softver koji se koristi za upravljanje uređajima davanjem niza uputa. Također se naziva i firmware, različiti uređaji s različitim funkcionalnostima mogu se programirati pomoću ugrađenog softvera, održavajući ograničenja u dizajnu (poput ograničenja vremena odziva, strogi rokovi i obrađeni podaci) i pohranjujući konačne podatke u memorija (Ram / Rom).

Softverom upravlja ili ga pokreće sučelje stroja. Ugrađeni softver ugrađen je u svu elektroniku poput automobila, telefona, robota, sigurnosni sustavi , itd. što je jednostavno za pokretanje na 8-bitnom mikrokontroler koristeći memoriju do nekoliko KB. Pomaže u obradi složenih operacija i određuje točan računski okvir.



Programski jezici za ugrađeni sustav

Ugrađeni softver koristi operativni sustav, koji je operativni sustav u stvarnom vremenu koji istodobno izvodi više zadataka. Ugrađeni programi programiraju se pomoću programa C / C ++ , Phyton i Java Scripts jezici i obrađuju se na operativnim sustavima poput Linux OS , VxWorks , Fusion RTOS, Nucleus RTOS, mikro C / OS, OSE, itd. Odabir programskog jezika igra vitalnu ulogu u razvoju ugrađenog softvera koji se temelji na određenim čimbenicima kao što je prikazano u nastavku,

  • Veličina : Količina memorije koja je potrebna programu igra važnu ulogu, jer ugrađeni procesori (mikrokontroleri) imaju određenu količinu ROM-a (memorija samo za čitanje) na temelju njegove primjene.
  • Ubrzati : Brzina izvršavanja programa mora biti brza
  • Prenosivost: Pomoću jednog programa mogu se kompilirati različiti procesori.
  • Provedba je teška
  • Održavanje je teško.

Programiranje ugrađenog sustava na skupštinskom jeziku

Programiranje ugrađenog sustava u montažni jezik (ulaz) i pretvaranje u jezik na strojnoj razini (izlaz) pomoću asemblera može se objasniti na sljedećem primjeru, gdje izvodimo zbrajanje dviju numeričkih vrijednosti pomoću dva speratna registra i pohranjujemo rezultat u izlazni registar.


Ulazni

OVDJE: MOV R0, # 01H

MOV # 1, # 02H

MOVA, R0

DODAJTE A, R1

MOV P0, A

PROSTO OVDJE

Izlaz

Adresa operand-a Opcode

0000 78 01
0002 79 02
0004 E8 -
0005 29 -
0006 F5 80
0008 80 00

Montažni kod koristi se za razvijanje učinkovitog koda u smislu veličine i brzine. Razvoj većeg koda na asemblerskom jeziku postaje težak, što može dovesti do većih troškova razvoja softvera i nema prenosivosti koda. Stoga, da bismo prevladali taj nedostatak, koristimo jezik visoke razine kao što je ugrađeni C .

O C, C ++, Javi i ugrađenom C

C Programiranje

C jezik je jezik orijentiran na strukturu, a razvio ga je Dennis Ritchie. Omogućuje manje pristupa memoriji pomoću jednostavnog kompajlera i učinkovito isporučuje podatke prema strojnim uputama. Primjenjivi su u širokom rasponu od ugrađenih sustava do superračunala.

Ugrađeni C

Ugrađeni C je proširenje jezika C koji se koristi za razvoj ugrađenog sustava. Sintaksa je slična C jeziku (poput glavne funkcije, deklaracije funkcija, deklaracije tipova podataka, petlje itd.). Glavna razlika između ugrađenog C i standardnog C jezika su ulazno-izlazno adresiranje hardvera, operacije s fiksnom točkom i obrada adresnih prostora.

Korištenje C u ugrađenom sustavu zbog sljedećih prednosti

  • Mali je i lak za naučiti, razumjeti i otkloniti pogreške u programu.
  • Svi su C kompajleri kompatibilni sa svim ugrađenim uređajima
  • To je procesor neovisan (odnosno nije specifičan za određeni mikroprocesor ili mikrokontroler).
  • C jezik koristi kombinaciju montažnog jezika i značajke jezika visoke razine
  • Prilično je učinkovit, pouzdaniji, fleksibilniji, prenosiviji između različitih platformi.
  • Programi razvijeni na jeziku C jednostavniji su za razumijevanje, uklanjanje pogrešaka i održavanje.

U usporedbi s drugim jezikom visoke razine C nudi veću fleksibilnost jer je relativno mali jezik usmjeren na strukturu i podržava bitni bit niske razine manipulacije podacima .

C ++

Objektno orijentirani jezik poput C ++ nije neobavezan za razvijanje učinkovitog programa u okruženjima s ograničenjima istraživanja poput ugrađenih uređaja. Virtualne funkcije i rukovanje iznimkama C ++-a neke su specifične značajke koje nisu učinkovite u smislu prostora i brzine sustava.

JAVA

Ugrađeni sustav može se programirati na jeziku JAVA, koristeći JAVA virtualni stroj (JVM) koji pristupa velikom broju resursa. Primarno pronalazi uporabu u vrhunskim aplikacijama (poput mobilnih telefona) i nudi prenosivost na svim sustavima za obradu aplikacija. Nije poželjno za manje ugrađene uređaje.

Arhitektura i primjeri ugrađenog C programiranja

Ugrađena C programska arhitektura može se razumjeti na primjeru korištenja 8051 mikrokontroleri , čija je funkcija treptati LED žarulju koja je spojena na PORT1 kontrolera, a korišteni kompajler je Keil C Compiler. Slijedi kôd za LED treptati.

#include // direktiva pretprocesora
Void delay (int) // funkcija izjave o kašnjenju
Void main (void) // Glavna funkcija
{
P1 = 0x00 // port1 je isključen pa je LED isključen i pohranjen u reg51.h
while (1) // petlja beskonačnosti
{
P1 = OxFF //// port1 je uključen, tako da LED svijetli
kašnjenje (1000) // dodjeljivanje kašnjenja
P1 = 0X00 // port1 isključen
kašnjenje (1000)
}
}
Kašnjenje praznine (int d) // dodjeljivanje funkcije odgode
{
unsigned int i = 0 // varijable dodijeljene lokalno
za (d> 0 d-)
{
za (i = 250 i> 0i–)
za (i = 248 i> 0i–)
}
}

Prednosti

Slijede prednosti ugrađenog softvera

  • Učitavanje podataka je brže
  • Trošak je nizak
  • Koristi manje resursa.

Mane

Slijede nedostaci ugrađenog softvera

  • Nadogradnja je složena
  • Ako se pojave problemi, potrebno je svaki put resetirati
  • Skalabilnost za male vrijednosti je teška.

Prijave

Slijede aplikacije ugrađenog softvera

  • Bankarstvo
  • Automobili
  • Kućanskih aparata
  • Automobil
  • Rakete itd.

FAQ

1). Što je ugrađeni softver?

Ugrađeni softver ili programiranje ugrađenog sustava je računalni softver koji se koristi za upravljanje uređajima davanjem uputa.

2). Koji su programi koji se koriste u softveru ugrađenog sustava?

Ugrađeni sistemski softverski programi programirani su u C ili C ++, Phyton i Java Scripts.

3). Koja je razlika između ugrađenih sustava i normalnog sustava?

Ugrađeni sustav kombinacija je hardvera i softvera gdje je dizajniran za određenu svrhu. Procesi se obrađuju sekvencijalno. Iako je normalni procesor RTO-ov OS u stvarnom vremenu, potreban je tamo gdje postoji potreba za paralelnim izvršavanjem.

4). Koje su različite vrste ugrađenih sustava?

Ugrađeni sustavi klasificirani su u dvije kategorije

  • Na temelju izvedbe i funkcionalnih zahtjeva, dalje su klasificirani kao samostalni, umreženi, mobilni u stvarnom vremenu.
  • Na temelju performansi mikrokontrolera, oni su dalje klasificirani kao male, srednje i sofisticirane skale

5). Glavne primjene ugrađenog sustava

Glavne primjene ugrađenog sustava su

  • Perilica za rublje
  • Digitalni fotoaparati
  • Svirač glazbe itd.

Ugrađeni sustav kombinacija je hardvera i softvera. Gdje je ugrađeni softverski programi programirani su na C ili C ++, Phyton i Java Scripts. Rade na Linux OS-u, mikro C / OS-u, QNX-u itd. C jezik čini osnovni jezik za pisanje ugrađenih softverskih kodova. Stoga je ovo pregled ugrađenog softvera i njegove arhitekture objašnjene pomoću programa.