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無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控控系統(tǒng)的核心技術(shù)研究( 二 )

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1.3 基于MCU DSP的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方式
顯然 ， 這種設(shè)計(jì)方式吸取了單片機(jī)和DSP各自的優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)纹瑱C(jī)的特點(diǎn)決定其擅長(zhǎng)于控制 ， DSP的內(nèi)部結(jié)構(gòu)保證較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力 。兩者的組合可實(shí)現(xiàn)一些相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)功能 ， 但由于系統(tǒng)中采用了兩個(gè)處理器 ， 其間的信息交互是設(shè)計(jì)這類監(jiān)測(cè)站時(shí)須著重考慮的問(wèn)題 。只有單片機(jī)和DSP之間較好地協(xié)同工作 ， 才能充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)；否則 ， 由于兩者間的協(xié)調(diào)而耗費(fèi)了大量資源 ， 整體性能未必高于采用單一處理器的系統(tǒng) 。實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和DSP間通信協(xié)調(diào)的常用方法是采用雙口RAM 。
目前 ， 有些DSP或單片機(jī)廠家為了擴(kuò)大芯片的適用范圍 ， 在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展 ， 相互間容入了對(duì)方的特點(diǎn) ， 使同一芯片在數(shù)據(jù)處理和控制方面同時(shí)具有較好的性能 。比如Microchip公司推出的dsPIC ， 使客戶能方便地將單片機(jī)的功能轉(zhuǎn)移到DSP上 ， 目前推出的產(chǎn)品有dsPIC30FXXX系列 。由于DSP和MCU兩個(gè)功能模塊在同一芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn) ， 提高了系統(tǒng)的可靠性、降低了監(jiān)測(cè)站的設(shè)計(jì)難度并節(jié)省印制板空間 。這類芯片得到廣大用戶的青睞 。
1.4 基于MPU的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方式
設(shè)計(jì)嵌入式產(chǎn)品的另一可選方案是采用基于微處理器的設(shè)計(jì)方式 。與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相比 ， 嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí) ， 在該領(lǐng)域技術(shù)成熟、產(chǎn)品類型多、選擇空間大 ， 滿足各種性能需求的處理器比較輕易獲得 。隨著采用RISC體系的高性能MPU（比如采用ARM構(gòu)架的處理器芯片等）的出現(xiàn) ， MPU在嵌入式領(lǐng)域中的地位經(jīng)久不衰；但是 ， 由于在設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)站時(shí) ， 電路板上必須包括ROM、RAM、Flash、總線接口和各種外設(shè)等器件 ， 系統(tǒng)的可靠性將有所下降 ， 技術(shù)保密性差 ， 實(shí)現(xiàn)難度也較大 。
1.5 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)選擇和嵌入式實(shí)時(shí)軟件開發(fā)
目前已有的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）種類繁多 ， 軟件結(jié)構(gòu)各異 ， 可適用于復(fù)雜程度不同的各種環(huán)境 ， 包括循環(huán)查詢系統(tǒng)、前后臺(tái)系統(tǒng)、實(shí)時(shí)多任務(wù)系統(tǒng)和多處理機(jī)系統(tǒng)等 。具體實(shí)例有VxWorks、pSOS、QNX、Palm OS、Windows CE、lynx OS和嵌入式Linux等 。選擇適合監(jiān)測(cè)站乃至整個(gè)無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的RTOS的重要性是不言而喻的 ， 它可能關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)研制的成敗 。選擇過(guò)程雜而又需要耐心：要了解各RTOS的特點(diǎn)和適用范圍 ， 比較其間的區(qū)別 ， 才能找到最為合適的一種 。選擇比較時(shí) ， 需要考慮的因素主要有：
①RTOS能否支持在項(xiàng)目中使用的語(yǔ)言和微處理器；
②RTOS能否與ICE、編譯器、匯編器、連接器及源代碼調(diào)制器共同工作；
③RTOS是否支持設(shè)計(jì)中要用到的服務(wù) ， 如消息隊(duì)列、定時(shí)和信號(hào)量等；
④RTOS能否達(dá)到應(yīng)用產(chǎn)品的性能需求 ， 比如實(shí)時(shí)性需求；
⑤能否獲得產(chǎn)品開發(fā)時(shí)必要的組件 ， 比如協(xié)議棧、能信服務(wù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、Web服務(wù)等；
⑥RTOS是否能為公開出售的硬件提供設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序；
⑦使用RTOS是否免費(fèi)；
⑧能否獲得目標(biāo)代碼；
⑨獲得的技術(shù)支持有多少；
⑩對(duì)于需要授權(quán)的RTOS ， 授權(quán)方式是怎樣的 。
　
嵌入式實(shí)時(shí)軟件的開發(fā)與傳統(tǒng)軟件的開發(fā)有許多相似之處 ， 繼續(xù)了許多傳統(tǒng)軟件的開發(fā)習(xí)慣；但由于嵌入式實(shí)時(shí)軟件的功能和運(yùn)行環(huán)境非凡 ， 決定其與傳統(tǒng)軟件的開發(fā)有所區(qū)別 。嵌入式實(shí)時(shí)軟件的開發(fā)使用交叉開發(fā)方式 。所謂交叉開發(fā)是指 ， 程序代碼的實(shí)現(xiàn)、編譯和連接的環(huán)境與對(duì)其進(jìn)行調(diào)試和運(yùn)行的環(huán)境不同 。前者基于普通微機(jī)平臺(tái) ， 后者則基于嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺(tái) 。調(diào)試過(guò)程多是在有通信連接的宿主機(jī)與目標(biāo)機(jī)的配合下進(jìn)行的 ， 開發(fā)完成后需要進(jìn)行固化和固化測(cè)試 。另外 ， 開發(fā)過(guò)程還需要相應(yīng)的開發(fā)工具 ， 包括交叉編譯器、交叉調(diào)試器和一些仿真軟件 。嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)以任務(wù)為基本執(zhí)行單元 ， 用多個(gè)并發(fā)的任務(wù)代替通用軟件的多個(gè)模塊 ， 并定義了應(yīng)用軟件任務(wù)間的接口 。由于整個(gè)無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能受RTOS和應(yīng)用軟件的影響 ， 所以 ， 在軟件的需求分析階段就充分考慮其實(shí)時(shí)性要求 。再加之嵌入式應(yīng)用軟件對(duì)穩(wěn)定性、可靠性、抗干擾等性能的要求都比較嚴(yán)格 ， 所以嵌入式實(shí)時(shí)軟件的開發(fā)難度較大 。

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