一种快速开发嵌入式应用系统的方法及应用系统技术方案

一种快速开发嵌入式应用系统的方法及应用系统，通过设置可使嵌入式应用板与ＰＣ机相连之数据交换卡，由ＰＣ机直接对嵌入式应用系统硬件进行测试，嵌入式应用板进行最基本的数据采集、输出和传输，然后通过ＰＣ机及其高级语言开发的数据处理软件与嵌入式系统协调工作，完成数据处理任务，软件调试完成后，将ＰＣ机的数据处理工作移植到嵌入式应用板中。本发明专利技术由于嵌入式应用板只进行最基本的数据采集、数据输出和数据传输，其本身的软件设计十分简单，应用系统的软件在开发阶段可充分利用ＰＣ机的软硬件资源，且硬件和软件设计可相对独立，硬件和软件可分别升级，并具有很好的继承性，可实现嵌入式应用系统的快速开发，既缩短了开发周期，还可降低开发成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种嵌入式应用系统，特别涉及一种对于软件或算法特别复杂的嵌入式应用系统的开发。
技术介绍
嵌入式应用系统是指以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可剪裁，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统，它主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户应用软件等部分组成，用于实现对其它设备的控制、监视和管理等功能，通常嵌入在主要设备中运行。目前，以单片机或DSP为处理器的嵌入式应用系统在数据采集、数据处理、控制等领域中有较多的需求，但嵌入式应用系统的开发需要一定的硬件设计与调试能力，比如开发DSP软件的资源较少，面向嵌入式处理器的汇编语言的可读性差，若采用C语言，又存在编译效率较低的缺陷，此外，不同处理器的语言系统各不相同，这些因素造成了嵌入式应用系统开发效率低、程序设计的继承性差之缺陷。因此，嵌入式应用系统的开发是件费时费力的事情。PC机作为最常用的计算机，运算速度快，应用程序开发软件丰富，特别是VC++等开发工具功能强大，开发效率特别高，因此，如果利用PC机直接开发应用系统，那么在开发成本、性能等方面较现有嵌入式应用系统具有明显的优越性。然而，这种系统仅在某些单件特殊设备上具有较好的应用价值，而在需要考虑体积和成本因素的广泛使用的嵌入式应用系统中，就不能使用PC机。PC机主要应用在办公室自动化领域，而嵌入式系统已经广泛渗透到人们的工作、生活中，据统计，嵌入式处理器的数量占分散处理器的94％，而PC机用的处理器只占6％。由此得到启示，如果能将嵌入式处理器的成本和体积优势与PC机的开发优势结合起来，对于嵌入式应用系统的开发和推广应用具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服目前现有技术的缺陷，将PC机的开发优势和嵌入式处理器的优点相结合，提供一种可快速开发嵌入式应用系统的方法及采用这种方法所设计的应用系统，可以显著提高系统效率，降低开发成本。本专利技术所提出的技术方案是一种快速开发嵌入式应用系统的方法，其特征在于包括1)设置一可使得嵌入式应用板与PC机相连的数据交换卡，由PC机直接对嵌入式应用系统硬件进行测试；2)嵌入式应用板进行最基本的数据采集、输出和传输；3)通过PC机及其高级语言开发的数据处理软件与嵌入式系统协调工作，完成数据处理的任务；4)软件调试完成后，将PC机的数据处理工作移植到嵌入式应用板中。根据上述方法所设计的一种快速开发嵌入式应用系统，包括以嵌入式处理器为核心、可直接对嵌入式应用系统的硬件进行测试且可直接和对象连接、进行数据输入和输出之嵌入式应用板；既和嵌入式应用板交换数据，又和PC机交换数据之数据交换卡；进行数据处理之PC机；其中数据交换卡分别与PC机和嵌入式应用板相连。所述嵌入式应用系统具体为一套开发平台，包括依次连接的嵌入式应用板、PC机和数据交换卡，其中嵌入式应用板直接和对象连接，数据交换卡通过接口电路分别与PC机和嵌入式应用板相接。所述嵌入式应用板包括嵌入式处理器，还设有与其相连之辅助电源、复位电路、JTAG口和译码电路。所述的数据交换卡由存储器和接口逻辑电路组成，其中存储器采用双口或多口RAM存储器，接口逻辑电路将PC机和嵌入式应用板的端口与存储器端口连接。所述PC机之数据处理程序为(1)从数据交换卡读取由嵌入式应用板准备好的数据；(2)根据需要对数据进行显示；(3)对数据进行处理；(4)根据需要处理人机交互命令；(5)将计算和处理的结果送入数据交换卡，供嵌入式应用板读取使用；(6)记录运行数据。本专利技术的有益效果是本专利技术设置了一嵌入式应用板，是实际的嵌入式应用系统的电路板，通过数据交换卡与PC机相连，可以直接对嵌入式应用系统的硬件进行测试；同时由于该嵌入式应用板只进行最基本的数据采集、数据输出和数据传输，其本身的软件设计十分容易。在开发阶段，重要和复杂的处理算法是用PC机及其高级语言开发的，PC机相对于嵌入式处理器而言，其功能强大得多，调试手段丰富，可以充分利用PC机的软硬件资源，因此用PC机开发嵌入式应用系统的应用软件也相当容易，可显著提高开发效率，而且使得嵌入式应用系统的硬件设计和软件设计相对独立并可以分别升级。由于PC机上的软件是和嵌入式应用板硬件进行联合实时在线测试来检查软件和硬件功能的，因此，这种测试是十分完全和充分的，测试成功基本上就证明了可以直接使用。另外，由于软硬件设计的独立性，可以分别由两个小组进行同步开发，既进一步加快了开发速度，实现其快速开发功能，又便于管理人员对项目开发进行控制。附图说明图1是本专利技术的系统结构示意图；图2是本专利技术开发阶段结构框图；图3是本专利技术实际应用时的结构框图，实际应用时脱离PC机；图4是本专利技术中PC机和DSP实现同步的方法示意图；图5是本专利技术嵌入式应用板实施例之结构示意图；图6是本专利技术数据交换卡实施例之结构示意图；图7是本专利技术PC机软件实施步骤示意图。具体实施例方式本专利技术提供了一种快速开发嵌入式应用系统的方法，它是通过下述步骤来完成的1)设置一数据交换卡，该数据交换卡使得嵌入式应用板与PC机相连，完成数据传输工作，可使PC机直接对嵌入式应用系统硬件进行测试；2)使嵌入式应用板与对象直接相连，完成最基本的数据采集、输出和传输；3)通过PC机及其高级语言开发的数据处理软件与嵌入式系统协调工作，完成数据处理的任务；4)软件调试完成后，将PC机的数据处理工作移植到嵌入式应用板中。如图1所示，本专利技术根据上述方法提供了一个基于PC机开发嵌入式应用系统的开发平台，该平台由嵌入式应用板1、PC机2及数据交换卡3三部分组成。嵌入式应用板1是以嵌入式处理器为核心的实际嵌入式应用系统，可直接和对象连接，进行数据输入和输出，并增加与数据交换卡3交换数据的接口，其功能包括数据采集、数据处理、控制信号输出等，它就是实际应用的嵌入式系统硬件电路板，或具有基本功能的嵌入式应用系统的评估板，具有可直接对嵌入式应用系统的硬件进行测试的功能。由于硬件设计的相对独立性，它非常便于升级。如图2所示，在开发阶段，嵌入式应用板1仅负责底层的数据输入和输出，与对象4交换数据，并与数据交换卡3交换数据，它从对象4采集数据传送给数据交换卡3，从数据交换卡3接收数据作为控制输出传输给对象4。而PC机2则完成作为核心的数据处理工作，比如滤波及控制算法等，它同时还提供调试用的人机交互环境。数据交换卡3实现嵌入式应用板1与PC机2的数据交换。在开发过程中，基于PC机2及其高级语言开发的数据处理软件与嵌入式系统协调工作，完成数据处理的任务。如图3所示，软件调试成熟后，PC机2的数据处理工作移植到嵌入式应用板1中，由嵌入式应用板1完成，从而实现了PC机和嵌入式处理器的相互结合，达到了本专利技术的设计目的。由于数据处理算法是在PC机2中用高级语言调试的，因此可以充分利用PC机2的软硬件资源来提高效率。数据交换卡3用以实现PC机2与嵌入式应用板1之间的数据交换，并从逻辑上将PC机2和嵌入式应用板1隔开，使得PC机2和嵌入式应用板1的软件设计互不相关，因此，PC机2的软件设计可采用与嵌入式应用板1无关的高级语言编写。数据交换卡3由存储器和接口逻辑电路组成，通常采用双口RAM作为存储器，接口逻辑电路要将PC机2和嵌入式应用板1的端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速开发嵌入式应用系统的方法，其特征在于包括：　　　　１）设置可使嵌入式应用板与ＰＣ机相连之数据交换卡，由ＰＣ机直接对嵌入式应用系统硬件进行测试；　　　　２）由嵌入式应用板进行最基本的数据采集、输出和传输；　　　　３）通过ＰＣ机及其高级语言开发的数据处理软件与嵌入式系统协调工作，完成数据处理的任务；　　　　４）软件调试完成后，将ＰＣ机的数据处理工作移植到嵌入式应用板中。

【技术特征摘要】
1.一种快速开发嵌入式应用系统的方法，其特征在于包括1)设置可使嵌入式应用板与PC机相连之数据交换卡，由PC机直接对嵌入式应用系统硬件进行测试；2)由嵌入式应用板进行最基本的数据采集、输出和传输；3)通过PC机及其高级语言开发的数据处理软件与嵌入式系统协调工作，完成数据处理的任务；4)软件调试完成后，将PC机的数据处理工作移植到嵌入式应用板中。2.一种快速开发嵌入式应用系统，其特征在于包括以嵌入式处理器为核心、可直接对嵌入式应用系统的硬件进行测试且可直接和对象连接、进行数据输入和输出之嵌入式应用板；既和嵌入式应用板交换数据，又和PC机交换数据之数据交换卡；进行数据处理之PC机；其中数据交换卡分别与PC机和嵌入式应用板相连。3.根据权利要求2所述的快速开发嵌入式应用系统，其特征在于为一套开发平台，包括依次连接的嵌入式应用板、PC机和数据交换卡，所述嵌入式应用板直接和对象连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云钢，常文森，龙志强，张鼎，程虎，柯朝雄，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]