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无线远程监控控系统的核心技术研究( 二 )

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1.3 基于MCU DSP的设计实现方式
显然 ， 这种设计方式吸取了单片机和DSP各自的优点：单片机的特点决定其擅长于控制 ， DSP的内部结构保证较强的数据处理能力 。两者的组合可实现一些相当复杂的系统功能 ， 但由于系统中采用了两个处理器 ， 其间的信息交互是设计这类监测站时须着重考虑的问题 。只有单片机和DSP之间较好地协同工作 ， 才能充分发挥各自的优点；否则 ， 由于两者间的协调而耗费了大量资源 ， 整体性能未必高于采用单一处理器的系统 。实现单片机和DSP间通信协调的常用方法是采用双口RAM 。
目前 ， 有些DSP或单片机厂家为了扩大芯片的适用范围 ， 在原有基础上进行扩展 ， 相互间容入了对方的特点 ， 使同一芯片在数据处理和控制方面同时具有较好的性能 。比如Microchip公司推出的dsPIC ， 使客户能方便地将单片机的功能转移到DSP上 ， 目前推出的产品有dsPIC30FXXX系列 。由于DSP和MCU两个功能模块在同一芯片内实现 ， 提高了系统的可靠性、降低了监测站的设计难度并节省印制板空间 。这类芯片得到广大用户的青睐 。
1.4 基于MPU的设计实现方式
设计嵌入式产品的另一可选方案是采用基于微处理器的设计方式 。与工业控制计算机相比 ， 嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高等优点；同时 ， 在该领域技术成熟、产品类型多、选择空间大 ， 满足各种性能需求的处理器比较轻易获得 。随着采用RISC体系的高性能MPU（比如采用ARM构架的处理器芯片等）的出现 ， MPU在嵌入式领域中的地位经久不衰；但是 ， 由于在设计监测站时 ， 电路板上必须包括ROM、RAM、Flash、总线接口和各种外设等器件 ， 系统的可靠性将有所下降 ， 技术保密性差 ， 实现难度也较大 。
1.5 实时操作系统选择和嵌入式实时软件开发
目前已有的实时操作系统（RTOS）种类繁多 ， 软件结构各异 ， 可适用于复杂程度不同的各种环境 ， 包括循环查询系统、前后台系统、实时多任务系统和多处理机系统等 。具体实例有VxWorks、pSOS、QNX、Palm OS、Windows CE、lynx OS和嵌入式Linux等 。选择适合监测站乃至整个无线远程监控系统的RTOS的重要性是不言而喻的 ， 它可能关系到整个系统研制的成败 。选择过程杂而又需要耐心：要了解各RTOS的特点和适用范围 ， 比较其间的区别 ， 才能找到最为合适的一种 。选择比较时 ， 需要考虑的因素主要有：
①RTOS能否支持在项目中使用的语言和微处理器；
②RTOS能否与ICE、编译器、汇编器、连接器及源代码调制器共同工作；
③RTOS是否支持设计中要用到的服务 ， 如消息队列、定时和信号量等；
④RTOS能否达到应用产品的性能需求 ， 比如实时性需求；
⑤能否获得产品开发时必要的组件 ， 比如协议栈、能信服务、实时数据库、Web服务等；
⑥RTOS是否能为公开出售的硬件提供设备驱动程序；
⑦使用RTOS是否免费；
⑧能否获得目标代码；
⑨获得的技术支持有多少；
⑩对于需要授权的RTOS ， 授权方式是怎样的 。
　
嵌入式实时软件的开发与传统软件的开发有许多相似之处 ， 继续了许多传统软件的开发习惯；但由于嵌入式实时软件的功能和运行环境非凡 ， 决定其与传统软件的开发有所区别 。嵌入式实时软件的开发使用交叉开发方式 。所谓交叉开发是指 ， 程序代码的实现、编译和连接的环境与对其进行调试和运行的环境不同 。前者基于普通微机平台 ， 后者则基于嵌入式系统的硬件平台 。调试过程多是在有通信连接的宿主机与目标机的配合下进行的 ， 开发完成后需要进行固化和固化测试 。另外 ， 开发过程还需要相应的开发工具 ， 包括交叉编译器、交叉调试器和一些仿真软件 。嵌入式应用系统以任务为基本执行单元 ， 用多个并发的任务代替通用软件的多个模块 ， 并定义了应用软件任务间的接口 。由于整个无线远程监控系统的实时性能受RTOS和应用软件的影响 ， 所以 ， 在软件的需求分析阶段就充分考虑其实时性要求 。再加之嵌入式应用软件对稳定性、可靠性、抗干扰等性能的要求都比较严格 ， 所以嵌入式实时软件的开发难度较大 。

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