计算机嵌入式系统的核心技术分析
郭杰
摘要：计算机嵌入式系统的开发改变了计算机技术的发展及应用环境，它具有个性化、综合化、性能化与长期性等特征，在软件与硬件两个层面对系统的正常运作进行调控，深入研究与开发嵌入式系统，是当前乃至今后较长时期计算机行业改革的重点方向与内容之一。文章就此围绕计算机嵌入式系统开发的常用核心技术展开研究。
关键词：计算机；嵌入式系统；系统开发；集成电路技术；处理器技术
通过开发计算机嵌入式系统，可以向操作系统的调控工作提供帮助，自动控制连接于计算机之上的其他设备，实现多功能技术应用模式的构建。在嵌入式系统开发期间，各项操控技术需得到科学与灵活的运用，为新型系统对设备操作要求的满足提供可靠保证。
1计算机嵌入式系统的特点
嵌入式系统以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，在对其相关功能、可靠性、成本、体积以及功耗等条件提出严格要求的专用计算机系统中有着较好的适用性，它能对众多计算机用户的操控需求予以满足，具有成本、体积等的显著优势。
1.1个性化
在计算机应用日益普及的背景下，用户对控制系统提出了愈发严格的要求，通用型系统的适用性逐渐降低，这加速了嵌入式系统的开发。嵌入式系统借助其小型化的空间占有率，在各行各业用户中均实现了个性化的高效率发展。
1.2综合化
围绕综合化这一特征，计算机嵌入式系统能够对多种科学技术例如计算机应用技术、电子信息技术以及无线通信技术等进行高度的整合。以综合化为依据，人员分配、科研工作、资金投入等因素开始向密集型演变，因此综合化特征对嵌入式系统的密集性特征起决定性作用。新开发的嵌入式集成系统在计算机多功能操作应用中的适用性比较高。
1.3性能化
与单一计算机系统相比，性能化嵌入式计算机系统的操作功能显著增强，在执行高度复杂的程序代码之时，效率也实现了一定程度的提高。與以往系统不同，嵌入式系统的结构是由多种复杂原件构成的，通过简单模式的组合与处理，对统一性系统模块处理技术加以应用，以此对系统内部作出专业化的解读，这便要求将微型处理器放置于一些系统原件中。除此之外，嵌入式系统的应用还能够在一定程度上对自动化处理予以实现，在系统内部对数据执行自动化处理操作，通过将多种数据转化为相应的指令，在系统内部实现转化，进而更加深入且整体地完善系统性能。
1.4长期性
与以往的单程式系统相比，嵌入式系统的长期性特征比较明显，它需要对智能化的数据分析及处理技术加以利用，通过操作员的操控，使数据实现向智能型代码的转化，最终在固定的处理设备中完成设备的高效运行。其处理模式的完成以操作用户的真实性体验为支撑，有着一定的自主选择性特征，故而，在今后的科技领域应用中，嵌入式系统的优势比较显著，利用这一技术，科技市场可以实现更好的转变与发展，相较于其他技术而言，该项技术的销售预期潜力更大。
2嵌入式系统开发中的核心技术与应用
集成电路技术（IC）对半导体操作工艺予以采用，它基于一小块单晶硅片对晶体管、电阻器与电容器等工作元件进行操作，还要采用多层布线方法，或者遵循隧道布线设计要求设计组合电子电路。在嵌入式系统的开发中，IC技术能够让电子元器件建立起相关的连接关系，使系统内部的小型元件与用户操作的应用相符合，实现专用计算机系统安全性能的提升。具体地，IC技术还包括以下内容。
2.1全定制却VLSI
全定制IC技术要求以指定的嵌入系统数字为依据对各层进行优化，设计人员需要根据晶体大小的版图、相关位置以及连线方式等对芯片面积予以处理，以此扩大利用率，在提速的同时实现能耗的降低。利用掩膜制造生产的芯片，所制定的IC设计有比较大的规模，制造时间也较长，NRE成本高，在大量或者有着严格性能要求的应用中更为适用。
2.2半定制ASIC
这种技术具有约束性，所用到的方法有门阵列设计法与标准单元设计法两种，对嵌入式系统结构设计同应用模块之间的匹配有较高的要求。该种设计方法比较灵活，有较高的性价比，在设计过程中，设计人员只需对电路的逻辑功能与各功能模块之间的合理连接加以考虑，它有利于设计周期的缩短，成品率可以得到相对有效的保证。
2.3可编程ASIC
在可编程器件中，已经具备了全部的层次，在设计结束以后，便能在实验室进行设计芯片的烧制，这一过程无需IC厂家参与，可以极大地缩短开发周期。可编程ASIC的NRE成本比较低，但是其单位成本较高，功耗大且速度较为缓慢。嵌入式系统的开发是高新技术产业的工作，基于这一考虑，在制作系统芯片之时可以对可编程技术予以采用，这能对系统操作性能予以综合性的改善。
3处理器技术
处理器、软件、硬件、操作、系统、应用以及程序等共同构成微型嵌入式系统，系统研发的关键在于其流程的先进处理技术。处理器是计算机系统的关键性元件，图文、数字、相关视频等信息内容的传达需要借助嵌入式处理器来完成。处理器技术利用得当，能够有效地提高数据存储的安全性，对指令程序执行的有序性予以体现。具体地，处理器技术包括以下内容。
3.1通用技术
通用型处理器有较多的功能特点，向嵌入式系统的多功能改造提供便利。该类处理器在不同的操作系统中均能应用，只要对其储存程序进行一定的转变便能够实现安全存储。引入通用技术，计算机嵌入式系统的数据传输路径也具有通用性，数据处理过程中寄存器与逻辑单元的运作流程也会具有相似性。例如，设计人员只需要以用户的要求为依据进行程序的编写，以此计算机系统功能的分配便能得到相应的满足。
3.2单一技术
计算机嵌入系统是一种专用系统，以特定的用户群体为对象进行研发，在进行系统功能设置之时，需要对单一性原则予以坚持，这同通用型处理器有很大的不同。在单一技术条件下，处理器的功能会得到相应的简化，只以用户的具体要求为依据对程序制定予以执行。在单一技术运用中，解码器极具代表性，对传输数据进行编码与解码是其核心功能所在，例如压缩、解压原始语言信息等。研发人员对数字电路的设计能够满足单一模式所提出的要求。
3.3专用技术
该技术能够最优化具体应用的功能，这是对嵌入式系统进行开发的根本目的所在，它对早期通用型计算机处理器的功能特性予以改善。专用技术会配备专用的指令集处理器，以此作为控制元件，数字信号是传输信息的载体。用户在启动嵌入式系统之时，只需将执行应用功能的程序代码传输到微处理器芯片中，然后接收系统发出的执行命令即可。对于计算机系统智能化改造而言，专用处理器技术是一项必须具备的条件。
4计算机嵌入式系统研发过程中的注意事项
现代计算机智能化技术的应用对嵌入式技术的开发与应用给予了足够的重视，未来高智能技术研发必须对嵌入式技术予以掌握。高新技术的开发并不是简单的技术性创作，它需要寻找系统的缺陷，并以现有技术为基础进行系统今后转移重点的开发。系统的一个基本属性是在系统内部判断并改造其基本线路，系统应用中需对处理器模块进行及时的检查与更新，采用科学技术完成系统改造，通过技术开发实现用户最终需求向系统开发增长的转化，逐渐扩大系统功能的市场占有量。具体而言，计算机嵌入式系统的研发需要对以下内容加以把握。
（1）嵌入式系统的开发并非简单的模式拼加，也不是系统之间的简单升级，其将硬件的采集视为系统开发的重点，在运行过程中，程序执行代码极为重要，硬件技术更在一定程度上对整个系统功能的优化起到决定性的作用，在最大化各项功能发挥的同时保证对最优级别的重视。在进行系统研发之时，设计人员要对整个系统的智能化处理提高重视，对芯片等级与电路板进行最高等级的设置，使整个系统功能在不同模块领域均能实现协作式运行。
（2）系统的开发需要注重多个软件的配合。在执行程序命令之时，计算机会对数据命令进行智能化选择，后台数据筛选的运行也会整合嵌入式系统的不同功能程序，分层处理不同的数据，这是嵌入式系统开发所参照的最终标准，即在同一硬件设备环境中整合不同的功能。除此之外，后台系统的坚实性十分重要，它向系统的正常运行提供保证，在开发系统之时，要将生硬的计算机语言转化为易于理解的自然化语言，为了避免计算机语言冲突的出现，程序语言的编写需要完成语言辨别与技术分类工作。为了让系统能够得到更好的应用，计算机程序要对多语言标准进行完整的执行，系统的启动也要十分准确。
5结语
嵌入式系统以特定的用户群体为对象进行了多功能操作模块的设计，它有利于计算机系统实现个性化、智能化与高效性的发展。在嵌入式系统的研发过程中，要对集成電路技术与处理器技术进行准确运用，向程序语言编写难度的降低与应用功能的持久发挥提供保证。
