임베디드 시스템 프로그래밍 및 해당 언어란

시스템은 주어진 지침에 따라 작동하도록 함께 조립된 여러 장치의 배열입니다. 임베디드 시스템은 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 지정된 기간 내에 특정 작업을 수행합니다(즉, 세탁기와 같은 특정 작업 하나만 수행해야 함). 애플리케이션에서 임베디드 시스템을 사용하는 주요 이점은 크기와 비용을 최소화하고 작업의 신뢰성과 효율성을 향상시킬 수 있다는 것입니다. 이 문서에서는 임베디드 소프트웨어 언어, 임베디드 시스템 프로그래밍 및 해당 기능에 대해 간략히 설명합니다.

임베디드 시스템의 구성요소

다음은 임베디드 시스템의 구성 요소입니다.

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내장 하드웨어: 마이크로 컨트롤러는 여러 주변 장치가 통신 목적으로 임베디드 하드웨어에 인터페이스되는 임베디드 시스템의 핵심입니다.

내장된 RTO: 임베디드 실시간 운영 체제는 모든 복잡한 작업을 수행하는 데 사용됩니다.

장치 드라이버: 운영 체제와 주변 장치 간의 다리 역할을 합니다.

통신 스택: 외부기기와 통신할 때 사용합니다.

임베디드 애플리케이션: 임베디드 기기의 미리 정의된 기능을 수행합니다.

내장 소프트웨어

임베디드 소프트웨어 또는 임베디드 시스템 프로그래밍은 일련의 명령을 제공하여 장치를 제어하는 ​​데 사용되는 컴퓨터 소프트웨어입니다. 펌웨어라고도 하며, 설계 제약(예:응답 시간 제약, 엄격한 기한 및 처리 데이터)을 유지하고 최종 데이터를 메모리(Ram/Rom)에 저장함으로써 임베디드 소프트웨어를 사용하여 다양한 기능을 가진 다양한 장치를 프로그래밍할 수 있습니다.

소프트웨어는 기계 인터페이스에 의해 제어되거나 시작됩니다. 임베디드 소프트웨어는 자동차, 전화, 로봇, 보안 시스템 등과 같은 모든 전자 제품에 내장되어 있으며 최대 몇 KB의 메모리를 사용하는 8비트 마이크로컨트롤러에서 실행하기 쉽습니다. 복잡한 작업을 처리하는 데 도움이 되며 정확한 계산 프레임워크를 결정합니다.

내장 시스템 프로그래밍 언어

임베디드 소프트웨어는 한 번에 여러 작업을 수행하는 실시간 운영 체제인 운영 체제를 사용합니다. 임베디드 프로그램은 C/C++, Phyton 및 Java Scripts 언어를 사용하여 프로그래밍되며 Linux OS, VxWorks, Fusion RTOS, Nucleus RTOS, micro C/OS, OSE 등과 같은 운영 체제에서 처리됩니다. 프로그래밍 언어 선택은 아래와 같은 특정 요소를 기반으로 임베디드 소프트웨어 개발에 중요한 역할,

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크기 :임베디드 프로세서(마이크로 컨트롤러)는 응용 프로그램에 따라 특정 양의 ROM(읽기 전용 메모리)을 갖기 때문에 프로그램에 필요한 메모리 양이 중요한 역할을 합니다.

속도 :프로그램 실행 속도가 빨라야 합니다.

이동성: 하나의 프로그램을 사용하여 다른 프로세서를 컴파일할 수 있습니다.

구현이 어렵다

유지 보수가 어렵습니다.

어셈블리 언어로 임베디드 시스템 프로그래밍

어셈블러를 사용하여 임베디드 시스템을 어셈블리 언어(입력)로 프로그래밍하고 이를 기계 수준 언어(출력)로 변환하는 것은 다음 예를 사용하여 설명할 수 있습니다. 두 개의 개별 레지스터를 사용하여 두 개의 숫자를 더하고 그 결과를 출력 레지스터에 저장합니다.

입력

여기:MOV R0,#01H

MOV #1,#02H

MOV A,R0

A,R1 추가

MOV P0,A

여기서 간단

출력

주소 Opcode 피연산자

0002 0000 78 01 02 E8
0004 79 - 29 0005
-
F5 0,006 80 0,008 80
00

어셈블리 코드는 크기와 속도 면에서 효율적인 코드를 개발하는 데 사용됩니다. 어셈블리 언어로 더 큰 코드를 개발하는 것은 어려워지며 이는 더 높은 소프트웨어 개발 비용으로 이어질 수 있고 코드 이식성이 결여될 수 있습니다. 따라서 이러한 단점을 극복하기 위해 임베디드 C와 같은 고급 언어를 사용합니다.

C, C++, Java 및 Embedded C 정보

C 프로그래밍

C 언어는 Dennis Ritchie가 개발한 구조 지향 언어입니다. 간단한 컴파일러를 사용하여 메모리 액세스를 줄이고 기계 명령에 따라 데이터를 효율적으로 전달합니다. 임베디드 시스템에서 슈퍼컴퓨터에 이르기까지 광범위하게 적용됩니다.

임베디드 C

임베디드 C는 임베디드 시스템 개발에 사용되는 C 언어의 확장입니다. 구문은 C 언어와 유사합니다(주 함수, 함수 선언, 데이터 유형 선언, 루프 등). 임베디드 C와 표준 C 언어의 주요 차이점은 하드웨어의 입출력 주소 지정, 고정 소수점 연산 및 주소 공간 처리입니다.

임베디드 시스템에서 C를 사용하면 다음과 같은 장점이 있습니다.

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작고 프로그램을 배우고 이해하고 디버그하기 쉽습니다.

모든 C 컴파일러는 모든 임베디드 장치와 호환됩니다.

프로세서와 무관합니다(즉, 특정 마이크로프로세서나 마이크로컨트롤러에 국한되지 않음).

C 언어는 어셈블리 언어와 고급 언어 기능의 조합을 사용합니다.

상당히 효율적이고, 더 안정적이고, 더 유연하고, 다른 플랫폼 간에 더 쉽게 이식할 수 있습니다.

C로 개발된 프로그램은 이해, 디버그 및 유지 관리가 더 쉽습니다.

다른 고급 언어와 비교 C는 상대적으로 작은 구조 지향 언어이고 저수준 비트 데이터 조작을 지원하기 때문에 더 많은 유연성을 제공합니다.

C++

C++와 같은 객체 지향 언어는 임베디드 장치와 같은 연구 제약 환경에서 효율적인 프로그램을 개발하기 위해 선택 사항이 아닙니다. C++의 가상 기능과 예외 처리는 시스템의 공간과 속도 측면에서 효율적이지 않은 몇 가지 특정 기능입니다.

자바

임베디드 시스템은 많은 리소스에 액세스하는 JAVA 가상 머신(JVM)을 사용하여 JAVA 언어로 프로그래밍할 수 있습니다. 주로 휴대폰과 같은 고급 응용 프로그램에서 사용을 찾고 응용 프로그램을 처리하기 위해 시스템 간에 이식성을 제공합니다. 소형 임베디드 장치에는 적합하지 않습니다.

임베디드 C 프로그래밍 아키텍처 및 예

임베디드 C 프로그래밍 아키텍처는 8051 마이크로 컨트롤러 사용의 예에서 이해할 수 있습니다. 여기서 그 기능은 컨트롤러의 PORT1에 연결된 LED 전구와 컴파일러를 깜박이는 것입니다. 사용된 것은 Keil C 컴파일러입니다. 다음은 LED 깜박임 코드입니다.

#include // 전처리기 지시어
Void delay (int) //지연 함수 선언
Void main(void ) // 주요 기능
{
P1 =0x00; // port1이 꺼져 있으므로 LED가 꺼져 reg51.h에 저장됩니다.
while(1) // 무한 루프
{
P1 =OxFF; //// 포트 1이 켜져 있으므로 LED가 켜져 있음
delay(1000); // 지연 할당
P1 =0X00; // port1 off
delay(1000);
}
}
지연 무효(int d) // 지연 함수 할당
{
unsigned int i =0; // 로컬로 할당된 변수
for (; d>0; d-)
{
for (i=250; i>0;i–);
for (i=248; i>0;i–);
}
}

장점

임베디드 소프트웨어의 장점은 다음과 같습니다.

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더 빠른 데이터 로드

저렴한 비용

더 적은 리소스를 활용합니다.

단점

임베디드 소프트웨어의 단점은 다음과 같습니다.

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업그레이드가 복잡함

문제가 발생할 경우 재설정이 필요할 때마다

작은 값의 확장성은 어렵습니다.

응용 프로그램

다음은 임베디드 소프트웨어의 응용 프로그램입니다.

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뱅킹

자동차

가전 제품

자동차

미사일 등

FAQ

1). 임베디드 소프트웨어란 무엇입니까?

임베디드 소프트웨어 또는 임베디드 시스템 프로그래밍은 명령을 제공하여 장치를 제어하는 ​​데 사용되는 컴퓨터 소프트웨어입니다.

2). 임베디드 시스템 소프트웨어에 사용되는 프로그램은 무엇입니까?

임베디드 시스템 소프트웨어 프로그램은 C 또는 C++, Phyton 및 자바 스크립트로 프로그래밍됩니다.

3). 임베디드 시스템과 일반 시스템의 차이점은 무엇입니까?

임베디드 시스템은 특정 목적을 위해 설계된 하드웨어와 소프트웨어의 조합입니다. 프로세스는 순차적으로 처리됩니다. 일반 프로세서는 RTO의 실시간 OS인 반면, 병렬 실행이 필요한 경우에 필요합니다.

4). 임베디드 시스템의 다른 유형은 무엇입니까?

임베디드 시스템은 두 가지 범주로 분류됩니다.

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성능 및 기능 요구 사항에 따라 실시간, 독립 실행형, 네트워크, 모바일로 추가 분류됩니다.

마이크로컨트롤러의 성능에 따라 소규모, 중간 규모, 정교한 규모로 더 분류됩니다.

5). 임베디드 시스템의 주요 애플리케이션

임베디드 시스템의 주요 애플리케이션은 다음과 같습니다.

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세탁기

디지털 카메라

음악 플레이어 등

임베디드 시스템은 하드웨어와 소프트웨어의 조합입니다. 임베디드 시스템에서는 기계나 컴퓨터의 성능을 제어하는 ​​것과 같은 다양한 목적으로 다양한 프로그래밍 언어가 사용됩니다. 현재 컴퓨터 프로그래머는 이러한 언어를 선택할 수 있는 몇 가지 옵션이 있지만 프로그래밍 언어 간에는 다양한 차이점이 있습니다. 임베디드 소프트웨어 프로그램이 C 또는 C++, Phyton 및 Java Scripts로 프로그래밍되는 경우. Linux OS, 마이크로 C/OS, QNX 등에서 실행됩니다. C 언어는 임베디드 소프트웨어 코드를 작성하기 위한 기본 언어를 형성합니다. 따라서 프로그램을 사용하여 설명하는 임베디드 소프트웨어 및 아키텍처의 개요입니다.