Ett system är ett arrangemang av flera enheter, sammansatta för att fungera enligt de givna instruktionerna. Ett inbäddat system är en kombination av både hårdvara och programvara som utför en viss uppgift inom den angivna perioden (vilket innebär att den endast ska utföra en specifik uppgift som en tvättmaskin). Den största fördelen med att använda ett inbäddat system i en applikation är att det kan minimera storleken och kostnaden och också förbättra uppgifternas tillförlitlighet och effektivitet. Den här artikeln ger en översikt över inbyggda programvaruspråk, inbäddat system programmering och deras funktioner.
Komponenter i inbäddade system
Följande är komponenterna i inbäddade system
- Inbyggd hårdvara: Micro-controller är hjärtat i det inbäddade systemet, där flera kringutrustning är gränssnitt till inbäddad hårdvara för kommunikationsändamål.
- Inbäddade RTO: er: Ett inbäddat realtidsoperativsystem används för att utföra alla komplexa (ar-operationer.
- Enhetsdrivrutiner: Det fungerar som en brygga mellan operativsystem och kringutrustning.
- Kommunikationsstaplar: Den används för att kommunicera med externa enheter.
- Inbäddade applikationer: Den utför den fördefinierade funktionen för den inbäddade enheten.
Inbyggda systemkomponenter
Inbyggd programvara
En inbäddad programvara eller inbäddad systemprogrammering är datorprogramvara som används för att styra enheter genom att tillhandahålla en uppsättning instruktioner. Det heter också som firmware, olika enheter med olika funktioner kan programmeras med inbyggd programvara genom att bibehålla konstruktionsbegränsningar (som svarstidsbegränsningar, strikta tidsfrister och bearbetade data) och lagra den slutliga minne (Ram / Rom).
Programvara styrs eller initieras av ett maskingränssnitt. Den inbäddade programvaran är inbyggd i all elektronik som bilar, telefoner, robotar, säkerhetssystem , etc som är enkelt att köra på en 8-bitars mikrokontroller använder minne upp till några KB. Det hjälper till att bearbeta komplexa operationer och bestämmer det exakta beräkningsramverket.
Inbäddade systemprogrammeringsspråk
Inbyggd programvara använder ett operativsystem, vilket är ett operativsystem i realtid som utför flera uppgifter åt gången. De inbäddade programmen programmeras med hjälp av in C / C ++ , Phyton och Java Scriptspråk och bearbetas på operativsystem som Linux OS , VxWorks , Fusion RTOS, Nucleus RTOS, micro C / OS, OSE, etc. Val av programmeringsspråk spelar en viktig roll i utvecklingen av inbyggd programvara, som baseras på vissa faktorer som visas nedan,
- Storlek : Mängden minne som krävs av ett program spelar en viktig roll, eftersom inbäddade processorer (mikrokontroller) har en viss mängd ROM (Read Only Memory) baserat på dess applikation.
- Hastighet : Programmets körhastighet måste vara snabb
- Bärbarhet: Olika processorer kan sammanställas med ett program.
- Genomförandet är svårt
- Underhåll är svårt.
Programmering av ett inbäddat system på monteringsspråk
Programmering av ett inbäddat system i assembleringsspråk (input) och konvertera till språk på maskinnivå (output) med hjälp av en samlare kan förklaras med hjälp av följande exempel, där vi utför tillägget av två siffror med två speratregister och lagrar resultatet i ett utgångsregister.
Inmatning
HÄR: MOV R0, # 01H
MOV # 1, # 02H
MOV A, R0
LÄGG TILL A, R1
MOV P0, A
SIMP HÄR
Produktion
Adress Opcode Operand
0000 78 01
0002 79 02
0004 E8 -
0005 29 -
0006 F5 80
0008 80 00
Monteringskod används för att utveckla effektiv kod när det gäller storlek och hastighet. Att utveckla större kod på monteringsspråket blir svårt vilket kan leda till högre kostnader för programvaruutveckling och kodportabiliteten saknas. För att övervinna denna nackdel använder vi därför språk på hög nivå som inbäddad C .
Om C, C ++, Java och Embedded C
C Programmering
C-språk är ett strukturerat språk, utvecklat av Dennis Ritchie. Det ger mindre minnesåtkomst med den enkla kompilatorn och levererar data effektivt enligt maskininstruktionerna. De är tillämpliga i stora intervall från inbäddade system till superdatorer.
Inbäddad C
Inbäddad C är en förlängning av C-språket, som används för att utveckla ett inbäddat system. Syntaxen liknar C-språket (som huvudfunktionen, funktionsdeklaration, datatypsdeklaration, loopar, etc). Huvudskillnaden mellan inbäddat C och standard C-språk är ingångs-utgående adressering av hårdvara, fasta punktoperationer och bearbetning av adressutrymmen.
Användningen av C i det inbäddade systemet på grund av följande fördelar
- Det är litet och enkelt att lära sig, förstå och felsöka programmet.
- Alla C-kompilatorer är kompatibla med alla inbäddade enheter
- Det är en processoroberoende (det vill säga det är inte specifikt för en viss mikroprocessor eller mikrokontroller).
- C-språk använder kombinationen av monteringsspråk och funktioner på högnivåspråket
- Det är ganska effektivt, mer pålitligt, mer flexibelt, mer bärbart mellan olika plattformar.
- De program som utvecklats i C är lättare att förstå, felsöka och underhålla.
Jämför med andra språk på hög nivå C ger mer flexibilitet eftersom det är relativt litet strukturorienterat språk och stöder lågnivå bitvis datamanipulationer .
C ++
Objektorienterat språk som C ++ är inte valfritt för att utveckla ett effektivt program i miljöer med begränsad forskning som inbäddade enheter. Virtuella funktioner och undantagshantering av C ++ är några specifika funktioner som inte är effektiva när det gäller systemets utrymme och hastighet.
JAVA
Ett inbäddat system kan programmeras på JAVA-språk med JAVA virtual machine (JVM) som har åtkomst till massor av resurser. Den hittar främst användning i avancerade applikationer (som mobiltelefoner) och erbjuder portabilitet över olika system för att bearbeta applikationerna. Det föredras inte för mindre inbäddade enheter.
Inbäddad C-programmeringsarkitektur och exempel
Inbyggd C-programmeringsarkitektur kan förstås med ett exempel på användning 8051 mikrokontroller , där dess funktion är att blinka LED-lampan som är ansluten till PORT1 på styrenheten och kompilatorn som används är Keil C Compiler. Följande är koden för LED blinka.
#include // direktivet från förprocessorn
Ogiltig fördröjning (int) // försäkringsförklaring
Ogiltigt huvud (ogiltigt) // Huvudfunktion
{
P1 = 0x00 // port1 är av så LED är av och lagras i reg51.h
medan (1) // loop of infinity
{
P1 = OxFF //// port1 är på så LED lyser
fördröjning (1000) // tilldela fördröjning
P1 = 0X00 // port1 av
fördröjning (1000)
}
}
Ogiltig fördröjning (int d) // tilldela fördröjningsfunktion
{
osignerad int i = 0 // variabler som tilldelats lokalt
för (d> 0 d-)
{
för (i = 250 i> 0i–)
för (i = 248 i> 0i–)
}
}
Fördelar
Följande är fördelarna med inbyggd programvara
- Det går snabbare att ladda data
- Kostnaden är låg
- Använder mindre resurser.
Nackdelar
Följande är nackdelarna med inbyggd programvara
- Uppgradering är komplex
- Varje gång återställning är nödvändig om några problem uppstår
- Skalbarhet för små värden är svår.
Applikationer
Följande är applikationerna för Embedded Software
- Bank
- Bilar
- Hushållsapparater
- Bil
- Missiler etc.
Vanliga frågor
1). Vad är en inbäddad programvara?
En inbäddad programvara eller inbäddad systemprogrammering är datorprogramvara som används för att styra enheter genom att tillhandahålla instruktioner.
2). Vilka är programmen som används i inbyggd systemprogramvara?
De inbäddade systemprogramvarorna är programmerade i C- eller C ++-, Phyton- och Java-skript.
3). Vad är skillnaden mellan inbyggda system och det normala systemet?
Ett inbäddat system är en kombination av hårdvara och programvara där det är utformat för ett specifikt syfte. Processerna behandlas sekventiellt. Medan en vanlig processor är ett RTO: s realtids-operativsystem krävs det där det finns ett behov av parallell körning.
4). Vilka är de olika typerna av inbäddade system?
De inbäddade systemen klassificeras i två kategorier
- Baserat på prestanda och funktionella krav klassificeras de ytterligare som fristående, nätverksanslutna, mobila i realtid.
- Baserat på prestandan hos mikrokontrollern klassificeras de ytterligare som småskaliga, medelstora och sofistikerade skalor
5). Stora applikationer av inbäddat system
De viktigaste applikationerna för ett inbäddat system är
- Tvättmaskin
- Digital kameror
- Musikspelare, etc.
Ett inbäddat system är en kombination av hårdvara och programvara. Där det inbäddade program är programmerade i C- eller C ++-, Phyton- och Java-skript. De körs på Linux OS, micro C / OS, QNX, etc. C-språket utgör grundspråket för att skriva inbäddade programvarukoder. Detta är alltså en översikt över en inbäddad programvara och dess arkitektur förklarad med hjälp av ett program.
