Et system er et arrangement av flere enheter, samlet sammen for å fungere i henhold til de gitte instruksjonene. Et innebygd system er en kombinasjon av både maskinvare og programvare, som utfører en bestemt oppgave innen den angitte perioden (som betyr at den bare skal utføre en spesifikk oppgave som en vaskemaskin). Den største fordelen med å bruke et innebygd system i et program er at det kan minimere størrelsen og kostnadene, og også forbedrer påliteligheten og effektiviteten til oppgaven. Denne artikkelen gir oversikt over innebygde programvarespråk, innebygd system programmering , og deres funksjoner.
Komponenter av innebygde systemer
Følgende er komponentene i innebygde systemer
- Innebygd maskinvare: Mikrokontroller er hjertet i det innebygde systemet, der flere eksterne enheter er grensesnittet til innebygd maskinvare for kommunikasjonsformål.
- Innebygde RTO’er: Et innebygd sanntidsoperativsystem brukes til å utføre alle komplekse (ar-operasjoner.
- Enhetsdrivere: Det fungerer som en bro mellom operativsystemene og eksterne enheter.
- Kommunikasjonsstabler: Den brukes til å kommunisere med eksterne enheter.
- Innebygde applikasjoner: Den utfører den forhåndsdefinerte funksjonen til den innebygde enheten.
Innebygde systemkomponenter
Innebygd programvare
En innebygd programvare eller innebygd systemprogrammering er dataprogramvare som brukes til å kontrollere enheter ved å gi et sett med instruksjoner. Det blir også kalt som firmware, forskjellige enheter med forskjellige funksjoner kan programmeres ved hjelp av innebygd programvare, ved å opprettholde designbegrensninger (som responstidsbegrensninger, strenge frister og behandlede data) og lagre de endelige dataene i hukommelse (Ram/ Rom).
Programvare styres eller initieres av et maskingrensesnitt. Den innebygde programvaren er innebygd i all elektronikk som biler, telefoner, roboter, sikkerhetssystemer , etc som er enkelt å kjøre på en 8-bit mikrokontroller bruker minne opptil noen få KB. Det hjelper til med å behandle komplekse operasjoner og bestemmer nøyaktig beregningsramme.
Innebygde systemprogrammeringsspråk
Innebygd programvare bruker et operativsystem, som er et sanntidsoperativsystem som utfører flere oppgaver om gangen. De innebygde programmene er programmert med in C / C ++ , Phyton og Java Scripts språk og behandles på operativsystemer som Linux OS , VxWorks , Fusion RTOS, Nucleus RTOS, micro C / OS, OSE, etc. Valg av programmeringsspråk spiller en viktig rolle i utviklingen av innebygd programvare, som er basert på visse faktorer som vist nedenfor,
- Størrelse : Mengden minne som kreves av et program spiller en viktig rolle, ettersom innebygde prosessorer (mikrokontrollere) har en bestemt mengde ROM (Read Only Memory) basert på applikasjonen.
- Hastighet : Programmets gjennomføring må være rask
- Bærbarhet: Ulike prosessorer kan kompileres ved hjelp av ett program.
- Gjennomføring er vanskelig
- Vedlikehold er vanskelig.
Programmering av et innebygd system på monteringsspråk
Programmering av et innebygd system i monteringsspråk (input) og konvertering til språk på maskinnivå (utdata) ved hjelp av en samler kan forklares ved hjelp av følgende eksempel, der vi utfører tillegg av to tall ved hjelp av to sfæreregistre og lagrer resultatet i et utgangsregister.
Inngang
HER: MOV R0, # 01H
MOV # 1, # 02H
MOV A, R0
LEGG TIL A, R1
MOV P0, A
SIMP HER
Produksjon
Adresse Opcode Operand
0000 78 01
0002 79 02
0004 E8 -
0005 29 -
0006 F5 80
0008 80 00
Monteringskode brukes til å utvikle effektiv kode når det gjelder størrelse og hastighet. Å utvikle større kode på monteringsspråk blir vanskelig, noe som kan føre til høyere kostnader for programvareutvikling og kodeportabiliteten er fraværende. Derfor, for å overvinne denne ulempen, bruker vi språk på høyt nivå som f.eks innebygd C .
Om C, C ++, Java og Embedded C
C Programmering
C-språk er et strukturorientert språk, utviklet av Dennis Ritchie. Det gir mindre minnetilgang ved hjelp av den enkle kompilatoren og leverer dataene effektivt i henhold til maskininstruksjonene. De kan brukes i store områder fra innebygde systemer til superdatamaskiner.
Innebygd C
Embedded C er en utvidelse av C-språket, som brukes til å utvikle et innebygd system. Syntaksen ligner på C-språk (som hovedfunksjon, funksjonserklæring, datatypedeklarasjon, sløyfer osv.). Hovedforskjellen mellom innebygd C og standard C-språk er input-output adressering av maskinvare, fastpunktsoperasjoner og behandling av adresserom.
Bruk av C i det innebygde systemet på grunn av følgende fordeler
- Det er lite og enkelt å lære, forstå og feilsøke programmet.
- Alle C-kompilatorene er kompatible med alle innebygde enheter
- Det er en prosessoruavhengig (det vil si at den ikke er spesifikk for en bestemt mikroprosessor eller mikrokontroller).
- C-språk bruker kombinasjonen av monteringsspråk og funksjoner på høyt nivå språk
- Det er ganske effektivt, mer pålitelig, mer fleksibelt, mer bærbart mellom forskjellige plattformer.
- Programmene utviklet i C er lettere å forstå, feilsøke og vedlikeholde.
Sammenlignet med andre språk på høyt nivå C gir mer fleksibilitet fordi det er relativt lite strukturorientert språk og støtter bitnivå på lavt nivå data manipulasjoner .
C ++
Objektorientert språk som C ++ er ikke valgfritt for å utvikle et effektivt program i forskningsmessige miljøer som innebygde enheter. Virtuelle funksjoner og håndtering av unntak av C ++ er noen spesifikke funksjoner som ikke er effektive når det gjelder plass og hastighet på systemet.
JAVA
Et innebygd system kan programmeres på JAVA-språk ved hjelp av JAVA virtual machine (JVM) som får tilgang til mange ressurser. Den finner primært bruk i avanserte applikasjoner (som mobiltelefoner) og tilbyr bærbarhet på tvers av systemer for å behandle applikasjonene. Det er ikke foretrukket for mindre innebygde enheter.
Embedded C Programming Architecture and Example
Innebygd C programmeringsarkitektur kan forstås med et eksempel på bruk 8051 mikrokontroller , der funksjonen er å blinke LED-pæren som er koblet til PORT1 på kontrolleren og kompilatoren som brukes er Keil C Compiler. Følgende er koden for LED blinke.
# inkluderer // direktiv fra forprosessor
Void delay (int) // erklæring om forsinkelsesfunksjon
Void main (void) // Hovedfunksjon
{
P1 = 0x00 // port1 er av slik at LED er av og lagret i reg51.h
mens (1) // loop of infinity
{
P1 = OxFF //// port1 er på så LED lyser
forsinkelse (1000) // tilordne forsinkelse
P1 = 0X00 // port1 av
forsinkelse (1000)
}
}
Tidsforsinkelse (int d) // tilordne forsinkelsesfunksjon
{
usignert int i = 0 // variabler tildelt lokalt
for (d> 0 d-)
{
for (i = 250 i> 0i–)
for (i = 248 i> 0i–)
}
}
Fordeler
Følgende er fordelene med innebygd programvare
- Lasting av data går raskere
- Kostnadene er lave
- Bruker mindre ressurser.
Ulemper
Følgende er ulempene med innebygd programvare
- Oppgradering er kompleks
- Hver gang tilbakestilling er nødvendig hvis det oppstår problemer
- Skalerbarhet for små verdier er vanskelig.
applikasjoner
Følgende er applikasjonene til Embedded Software
- Bank
- Biler
- Hvitevarer
- Bil
- Missiler osv.
FAQ's
1). Hva er en innebygd programvare?
En innebygd programvare eller innebygd systemprogrammering er dataprogramvare som brukes til å kontrollere enheter ved å gi instruksjoner.
2). Hva er programmene som brukes i innebygd systemprogramvare?
De innebygde systemprogramvarene er programmert i C- eller C ++-, Phyton- og Java-skript.
3). Hva er forskjellen mellom innebygde systemer og det normale systemet?
Et innebygd system er en kombinasjon av maskinvare og programvare der det er designet for et bestemt formål. Prosessene behandles sekvensielt. Mens en normal prosessor er et RTOs sanntids-operativsystem, er det nødvendig der det er behov for parallell kjøring.
4). Hva er de forskjellige typene av innebygde systemer?
De innebygde systemene er klassifisert i to kategorier
- Basert på ytelse og funksjonelle krav, klassifiseres de videre som sanntid, frittstående, nettverk, mobil.
- Basert på ytelsen til mikrokontrolleren, blir de videre klassifisert som småskala, mellomskala og sofistikert skala
5). Store applikasjoner av innebygd system
De viktigste applikasjonene til et innebygd system er
- Vaskemaskin
- Digitale kameraer
- Musikkspiller osv.
Et innebygd system er en kombinasjon av maskinvare og programvare. Hvor i innebygde programmer er programmert i C- eller C ++-, Phyton- og Java-skript. De kjører på Linux OS, micro C / OS, QNX, etc. C-språk danner det grunnleggende språket for å skrive innebygde programvarekoder. Dermed er dette en oversikt over en innebygd programvare og dens arkitektur forklart ved hjelp av et program.
