學(xué)嵌入式需要看什么書_嵌入式系統(tǒng)高級(jí)編程語言技術(shù)分析

小嵌

學(xué)嵌入式需要看什么書_嵌入式系統(tǒng)高級(jí)編程語言技術(shù)分析,   

http://www.liuguo.net　　摘要 隨著嵌入式技術(shù)的普及推廣，嵌入式系統(tǒng)高級(jí)語言編程勢(shì)在必行。然而，人們?cè)谶x擇語言系統(tǒng)時(shí)往往具有很大的隨意性。對(duì)價(jià)格、獲取方便性等因素考慮較多，而對(duì)語言本身的技術(shù)因素考慮較少。文章從嵌入式系統(tǒng)高級(jí)編程語言特點(diǎn)入手，對(duì)高級(jí)語言的基本性能作簡要總結(jié)，對(duì)目前比較流行的幾種嵌入式系統(tǒng)編程語言——ada、c/c++、modula-2的基本技術(shù)性能進(jìn)行分析比較；對(duì)java作簡要介紹。　　關(guān)鍵詞 嵌入式系統(tǒng) 高級(jí)語言 基本性能 編程特點(diǎn)一、 嵌入式系統(tǒng)高級(jí)語言編程特點(diǎn)　　隨著嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)rtos（real time operating system）的廣泛使用，高級(jí)語言編程已是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的必然趨勢(shì)。因?yàn)閰R編語言和具體的微處理器的硬件結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，移植性較差，既不宜在復(fù)雜系統(tǒng)中使用，又不便于實(shí)現(xiàn)軟件重用；而高級(jí)語言具有良好的通用性和豐富的軟件支持，便于推廣，易于維護(hù)。因此高級(jí)語言編程具有許多優(yōu)勢(shì)。（1） 通用性強(qiáng)。隨著微處理器技術(shù)的不斷發(fā)展，其功能越來越具體，種類越來越多，而不同種類的微處理器都有自己專用的匯編語言。這就為系統(tǒng)開發(fā)者設(shè)置了一個(gè)巨大的障礙，使得系統(tǒng)編程更加困難，軟件重用無法實(shí)現(xiàn)；而高級(jí)語言一般和具體機(jī)器的硬件結(jié)構(gòu)聯(lián)系較少，比較流行的高級(jí)語言對(duì)多數(shù)微處理器都有良好的支持，通用性較好。（2） 容易編程。隨著嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大和應(yīng)用層面的不斷深入，系統(tǒng)規(guī)模越來越大，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，設(shè)計(jì)變得越來越困難。一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)有多種微處理器已是常見的事情。這時(shí)，要用匯編語言編程不僅要求編程人員要對(duì)所有微處理器的匯編語言都了如指掌，而且隨著任務(wù)復(fù)雜程度的不斷提高，用匯編語言實(shí)現(xiàn)規(guī)模較大的任務(wù)難度極大；而高級(jí)語言的語意層次較高，且有豐富的程序庫支持，因此，編寫較復(fù)雜的程序相對(duì)簡單。使用高級(jí)語言編程，不僅能夠加快系統(tǒng)開發(fā)進(jìn)程，節(jié)省大量時(shí)間，同時(shí)也有利于系統(tǒng)調(diào)試及維護(hù)工作。（3） 容易閱讀。由于匯編語言的語意層次較低，在閱讀匯編語言程序時(shí)，往往要花費(fèi)大量精力分析“細(xì)節(jié)”問題，如為什么把一個(gè)數(shù)據(jù)傳送給一個(gè)寄存器，為什么把某個(gè)標(biāo)志位清零等。當(dāng)把注意力放在這些“細(xì)節(jié)”上的時(shí)候，往往又把程序的主線忘記了。因此，匯編語言程序不僅難寫，而且難讀。采用高級(jí)語言就可以很好地解決這些問題。因?yàn)楦呒?jí)語言的語意層次較高，表達(dá)方式更接近人們?nèi)粘５乃季S方法，一些數(shù)學(xué)表達(dá)式可以直接用一條語句表達(dá)，程序的思路更加清晰、簡捷。因此，程序也就容易閱讀。（4） 可移植性好。由于匯編語言和具體的微處理器密切相關(guān)，為某個(gè)微處理器設(shè)計(jì)的程序不能直接移植到另一個(gè)不同種類的微處理器上使用，因此，移植性差；而高級(jí)語言對(duì)所有微處理器都是通用的，因此，程序可以在不同的微處理器上運(yùn)行，可移植性較好。這是實(shí)現(xiàn)軟件重用的基礎(chǔ)。（5） 可維護(hù)性好。高級(jí)語言程序往往是模塊化設(shè)計(jì)，各個(gè)模塊之間的接口是固定的。因此，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，可以很快地將問題定位到某個(gè)模塊內(nèi)，并盡快得到解決。另外，模塊化設(shè)計(jì)也便于系統(tǒng)功能的擴(kuò)充和升級(jí)。（6） 直接支持中斷管理。中斷是嵌入式系統(tǒng)最重要也是最常用的信息交換方式，因此中斷系統(tǒng)是否靈活，中斷功能是否強(qiáng)大對(duì)系統(tǒng)的性能影響極大。在高級(jí)語言中，一般都有強(qiáng)大的中斷管理機(jī)制，以便構(gòu)建高效靈活的中斷系統(tǒng)；而在匯編語言中，一般要由程序設(shè)計(jì)者自己編程來進(jìn)行中斷管理。這不僅增加了編程的難度，而且效果也不一定好。（7） 支持軟件重用。由于匯編語言的可移植性極差，使得其軟件重用性嚴(yán)重受阻；而高級(jí)語言具有較好的通用性和可移植性，這就使得高級(jí)語言程序可以在不同時(shí)間、不同地點(diǎn)、不同系統(tǒng)、不同人員之間分享，實(shí)現(xiàn)軟件重用。這不僅可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短開發(fā)周期，降低產(chǎn)品成本，而且還可以使軟件開發(fā)走上正規(guī)化、產(chǎn)業(yè)化的道路[1]。二、 嵌入式系統(tǒng)高級(jí)編程語言概述　　在過去40多年，人們開發(fā)研制了幾十種計(jì)算機(jī)語言，但是僅有少數(shù)幾種得到了廣泛應(yīng)用。這就提示我們選擇一個(gè)合適的語言系統(tǒng)并不容易。在小型嵌入式系統(tǒng)中，通常只有一個(gè)微處理器，并且其主要工作往往不是計(jì)算，而是控制，應(yīng)選擇控制能力較強(qiáng)的語言。在大型嵌入式系統(tǒng)中，往往會(huì)有多個(gè)微處理器或計(jì)算機(jī)并行工作，構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)。它們中有些工作于真正的嵌入式模式，有的則為純粹的信息處理。此時(shí)，對(duì)系統(tǒng)的編程就變得相當(dāng)復(fù)雜，不同的任務(wù)可能會(huì)用不同的語言編程。因此，大型系統(tǒng)往往是一個(gè)多語言系統(tǒng)。對(duì)于這種“混合”系統(tǒng)的語言選擇更應(yīng)慎重考慮�！　∧壳�，在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程中使用的語言種類很多，但僅有少數(shù)幾種語言得到了比較廣泛的應(yīng)用。本文選擇了ada、c/c++、modula-2作為討論對(duì)象，并對(duì)java作簡要介紹�！　�ada語