论文部分内容阅读
【摘 要】由于嵌入式系统的特殊和复杂性，在实际使用的过程中会遇到很多问题。在嵌入式系统开发平台的构建中，如果硬件环境出现了差异会引发很多问题。本文就嵌入式系统开发平台硬件抽象层进行研究和设计，为硬件抽象层设计提供有效的实现方法。
【关键词】嵌入式系统开发平台；硬件抽象层；设计和研究
引言
嵌入式系统开发平台在对产品周期的缩短以及资源利用率问题上提供了有效的解决方案。然而，这种平台因为较强的专用性和体积较小的缺点使得系统平台中说应用的硬件环境存在很大的差异。在实际运用中怎样对设计开发平台进行合理的开发使其适用于不同的应用环境这是重点。
1 硬件抽象層的内容及作用
内容：硬件抽象层地内容比较丰富，这里做简要的分析。首先是初始化相关的硬件部分，这个部分是系统启动的基础闷在初始化系统和管理内存中发挥着重要作用[1]；编程的支持。因为基本数据的有限性导致嵌入式系统的要求得不到满足，加上需要考虑中央处理单元，在选择基本的数据类型时对系统的同步和互斥操作进行考虑，而这些操作是经过开关中断的方式实现的；寄存器堆。寄存器堆是对中央处理单元只不过寄存器的数量和位宽进行描述的部分；时钟描述。这个部分主要负责时钟的行为；数据指令，这个部分有利于提高中央处理单元的性能，充分发挥其作用[2]；内存控制器，尽管这个部分不是一定要寻在的，但是在使用这个部分时还是需要进行描述的；中断控制器，这个部分的描述主要作用于嵌入式系统的实时性，对于中断的两极进行处理，然后向系统传送信息，这是提高系统反应速度的关键。
作用：嵌入式系统的规模小因此在整体上看其占用的空间也较小。其次，嵌入式系统的课移植性是赋予其生命力的关键。再者，由于嵌入式系统的使用的范围十分广泛，无论是军用还是民用都有其存在。另外，嵌入式系统还具有实时性、专用性等特点。
2 硬件抽象层的设计
通过上面的分析可以看出，硬件抽象层对于嵌入式系统开发平台具有很重要的作用与意义。所以，其设计工作尤为重要。嵌入式系统开发平台硬件抽象层（ESP—HAL）是对硬件的一种抽象。其设计的主要任务就是实现物理硬件到逻辑硬件之间的合理、有效地转换，最终以一种统一的硬件相关功能服务接口的方式，为上层系统的内核提供一套硬件环境[3]，这种环境严格来说只是一种逻辑意义上的环境。不同的开发系统或者平台所提供的硬件环境是不一样的，嵌入式系统开发平台的硬件抽象层即ESP—HAL是与底层硬件设备的系统软件层直接联系的，具体的位置图如图2-1。
图2-1 嵌入式系统开发平台的层次模型
具体的设计流程如图2-2。从设计的流程可以看出ESP—HAL设计要建立在实际需求的基础之上，然后再定义接口，继而对硬件及软件进行设计，设计完成后要进行测试，测试通过后才算是完成了整个的设计。在设计的过程中为了实现硬件相关与硬件无光部分的程序之间的隔离，提高系统的运行效率，要对硬件无关部分进行屏蔽，从而消除硬件之间的差异。这样才能保证硬件抽象层可以为上层软件提供一个不具有硬件特性的接口。同时，为了便于进一步扩展和运用其他的硬件平台，在设计的时候要在ESP—HAL各个子系统层之间定义一个统一的接口，从而实现系统间的信息传递[4]。
图2-2 基于ESP—HAL的设计及模式
ESP—HAL的功能结构主要包括系统的初始化、系统的中断管理、外围设备的操作控制、告诉缓冲、体系将诶狗的描述、基本配置的定义等。在设计的过程中为了保证系统功能的实现，要对ESP—HAL服务接口进行详细的设计。总之，在对ESP-HAL进行设计之前，要做好一个整体的方案，制定相应的设计流程，并且要结合实际的情况。保证系统的功能得到完整的实现。而且研究也证明ESP-HAL的引入有效地提高了嵌入式系统具有可行性。
3 结语
通过论文的研究可以看出目前，对嵌入式系统中的硬件抽象层地设计进行了分析，为其作为嵌入式系统平台的一部分层次的提高做了实现的准备。通过对其设计和研究的分析，为硬件抽象层在嵌入式系统平台中的应用及推广做准备。最后，希望论文的研究为相关的工作者及研究人员提供一定的借鉴与参考价值。
参考文献：
[1] 郭静寰，孟祥迪，郭丽虹，等. Windows NT硬件抽象层HAL功能分析[J].计算机应用， 2002， 22（7）： 86-88.
[2] 郭静寰，孟祥迪，郭丽虹，等. Windows NT硬件抽象层HAL功能分析[J].计算机应用， 2002， 22（7）： 86-88.
[3] Zhang Guoyin， Chen Luyuan， Yao Aihong. Study and Comparison of the RTHAL-Based and ADEOS-Based RTAI Rea-ltime Solutions for Linux [C]// Ni Jun， Dongarra J. First International Mult-i Symposiums on Computer and Computa-tional Sciences （Vol.2）. Hangzhou， China： IEEE， 2006： 771-775.
[4] Zhang Guoyin， Chen Luyuan， Yao Aihong. Study and Comparison of the RTHAL-Based and ADEOS-Based RTAI Rea-ltime Solutions for Linux [C]// Ni Jun， Dongarra J. First International Mult-i Symposiums on Computer and Computa-tional Sciences （Vol.2）. Hangzhou， China： IEEE， 2006： 771-775.
【关键词】嵌入式系统开发平台；硬件抽象层；设计和研究
引言
嵌入式系统开发平台在对产品周期的缩短以及资源利用率问题上提供了有效的解决方案。然而，这种平台因为较强的专用性和体积较小的缺点使得系统平台中说应用的硬件环境存在很大的差异。在实际运用中怎样对设计开发平台进行合理的开发使其适用于不同的应用环境这是重点。
1 硬件抽象層的内容及作用
内容：硬件抽象层地内容比较丰富，这里做简要的分析。首先是初始化相关的硬件部分，这个部分是系统启动的基础闷在初始化系统和管理内存中发挥着重要作用[1]；编程的支持。因为基本数据的有限性导致嵌入式系统的要求得不到满足，加上需要考虑中央处理单元，在选择基本的数据类型时对系统的同步和互斥操作进行考虑，而这些操作是经过开关中断的方式实现的；寄存器堆。寄存器堆是对中央处理单元只不过寄存器的数量和位宽进行描述的部分；时钟描述。这个部分主要负责时钟的行为；数据指令，这个部分有利于提高中央处理单元的性能，充分发挥其作用[2]；内存控制器，尽管这个部分不是一定要寻在的，但是在使用这个部分时还是需要进行描述的；中断控制器，这个部分的描述主要作用于嵌入式系统的实时性，对于中断的两极进行处理，然后向系统传送信息，这是提高系统反应速度的关键。
作用：嵌入式系统的规模小因此在整体上看其占用的空间也较小。其次，嵌入式系统的课移植性是赋予其生命力的关键。再者，由于嵌入式系统的使用的范围十分广泛，无论是军用还是民用都有其存在。另外，嵌入式系统还具有实时性、专用性等特点。
2 硬件抽象层的设计
通过上面的分析可以看出，硬件抽象层对于嵌入式系统开发平台具有很重要的作用与意义。所以，其设计工作尤为重要。嵌入式系统开发平台硬件抽象层（ESP—HAL）是对硬件的一种抽象。其设计的主要任务就是实现物理硬件到逻辑硬件之间的合理、有效地转换，最终以一种统一的硬件相关功能服务接口的方式，为上层系统的内核提供一套硬件环境[3]，这种环境严格来说只是一种逻辑意义上的环境。不同的开发系统或者平台所提供的硬件环境是不一样的，嵌入式系统开发平台的硬件抽象层即ESP—HAL是与底层硬件设备的系统软件层直接联系的，具体的位置图如图2-1。
图2-1 嵌入式系统开发平台的层次模型
具体的设计流程如图2-2。从设计的流程可以看出ESP—HAL设计要建立在实际需求的基础之上，然后再定义接口，继而对硬件及软件进行设计，设计完成后要进行测试，测试通过后才算是完成了整个的设计。在设计的过程中为了实现硬件相关与硬件无光部分的程序之间的隔离，提高系统的运行效率，要对硬件无关部分进行屏蔽，从而消除硬件之间的差异。这样才能保证硬件抽象层可以为上层软件提供一个不具有硬件特性的接口。同时，为了便于进一步扩展和运用其他的硬件平台，在设计的时候要在ESP—HAL各个子系统层之间定义一个统一的接口，从而实现系统间的信息传递[4]。
图2-2 基于ESP—HAL的设计及模式
ESP—HAL的功能结构主要包括系统的初始化、系统的中断管理、外围设备的操作控制、告诉缓冲、体系将诶狗的描述、基本配置的定义等。在设计的过程中为了保证系统功能的实现，要对ESP—HAL服务接口进行详细的设计。总之，在对ESP-HAL进行设计之前，要做好一个整体的方案，制定相应的设计流程，并且要结合实际的情况。保证系统的功能得到完整的实现。而且研究也证明ESP-HAL的引入有效地提高了嵌入式系统具有可行性。
3 结语
通过论文的研究可以看出目前，对嵌入式系统中的硬件抽象层地设计进行了分析，为其作为嵌入式系统平台的一部分层次的提高做了实现的准备。通过对其设计和研究的分析，为硬件抽象层在嵌入式系统平台中的应用及推广做准备。最后，希望论文的研究为相关的工作者及研究人员提供一定的借鉴与参考价值。
参考文献：
[1] 郭静寰，孟祥迪，郭丽虹，等. Windows NT硬件抽象层HAL功能分析[J].计算机应用， 2002， 22（7）： 86-88.
[2] 郭静寰，孟祥迪，郭丽虹，等. Windows NT硬件抽象层HAL功能分析[J].计算机应用， 2002， 22（7）： 86-88.
[3] Zhang Guoyin， Chen Luyuan， Yao Aihong. Study and Comparison of the RTHAL-Based and ADEOS-Based RTAI Rea-ltime Solutions for Linux [C]// Ni Jun， Dongarra J. First International Mult-i Symposiums on Computer and Computa-tional Sciences （Vol.2）. Hangzhou， China： IEEE， 2006： 771-775.
[4] Zhang Guoyin， Chen Luyuan， Yao Aihong. Study and Comparison of the RTHAL-Based and ADEOS-Based RTAI Rea-ltime Solutions for Linux [C]// Ni Jun， Dongarra J. First International Mult-i Symposiums on Computer and Computa-tional Sciences （Vol.2）. Hangzhou， China： IEEE， 2006： 771-775.