机械控制系统嵌入式控制芯片研究

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摘要：在现今工业生产中，芯片以及网络技术得到了较大的进步，为产品生产的管理信息化以及过程自动化提供了较为丰富的发展条件。在本文中，将就基于嵌入式控制芯片在机械控制系统的应用进行一定的研究与分析。

关键词：嵌入式控制芯片；机械控制系统；应用

1引言

在现今计算机技术、微电子技术不断发展的情况下，嵌入式芯片技术得到了越来越广泛的应用。近年来，嵌入式芯片已经成为了机械控制发展中的一项重点内容，在汽车ABS、可视电话以及ATM等方面获得了较为广泛的应用。

2嵌入式芯片优点

在现今通信以及工业发展中，嵌入式芯片的功能逐渐增强，且在重要性方面也获得了更多的重视，其具有的优点有：第一，结构可以扩展，能够以较为迅速的方式在不同设备当中进行应用，以车辆导航为例，正是因为其自身结构的可扩展性，则能够在导航中随时获得车主的位置，具有十分迅速、便利的特征；第二，多任务能力，在多任务能力的保障下，嵌入式控制芯片能够同时对安全防火、防盗系统以及自动抄表等功能进行实现。正是由于该种功能的支持，则能够对以往需要人工进行的抄表等任务进行替代，在具有安全特征的同时也获得了更高的工作准确性。

3在机械控制系统中的应用

同其他设备类型相比来说，数控设备是目前嵌入式芯片应用较为广泛的设备类型。在数控设备中，嵌入式控制器所使用的处理器为S3C43B0，芯片内核为64位的结构处理器。对于该种处理器而言，具有较低的功耗，一般情况下，非常适合应用在对于生产成本要求较高、且敏感程度较高的产品设计当中。在数控企业中，所具有的数控设备数量较多，且在生产中相互间具有数量较大的通信，对此，数控机控制系统则对分布式系统控制方案进行了设计，而在该种情况下，PC则在方案中具有着十分重要的意义。同时，对于这部分对嵌入式控制技术进行应用的设备来说，其在以以太网为协议的基础上对远程诊断以及监视等功能进行了实现，在同互联网接入的同时获得了较大的网络技术支持。数控设备中，实现线速度的同步是对加工质量进行提升的关键内容。一般情况下，设备需要在控制芯片中的控制器对控制算法进行实现。对于数控设备而言，由于其所应用的处理器为64位，对此，则能够在嵌入式控制器中对该项功能进行完成，且能够在变频器通信以及芯片监测方面进行应用，以此对工作负担进行了较大的降低。同时，该类型处理器在转移性方面也具有较好的表现，能够挂在总线上作为功能模块进行应用。

4技术发展要求

4.1信息化与网络化

在现今带宽以及互联网技术不断提升的情况下，以往功能较为单一的机械设备在功能上也具有着更为多样化的特点，且结构也向着复杂的方向发展。在该种情况下，就需要芯片制造商能够在芯片上对更多的功能进行集成，软件方面，则需要通过交叉开发以及多任务编程技术的应用对功能的复杂性进行控制，在对程序设计进行简化的同时实现软件质量的保证。目前，Intel已经多能够对更多功能的芯片进行了推出，能够对具有较多功能的升级进行满足。同时，在该产品中，也对南桥、北桥以及处理器进行了集成，能够为客户带来更好的组合空间。

4.2网络互联

在互联网技术飞速发展的情况下，未来嵌入式芯片为了对互联网发展的需求进行满足，就需要在硬件上对不同网络的通信端口进行提供。对于以往的单片机而言，其不能够对网络提供给支持，而在新一代嵌入式处理器中，则已经对网络接口进行了集成，不仅能够对基础的TCP/IP协议进行集成，且能够对USB、IrDA以及CAN等功能进行支持，且在支持更多功能的同时需要对物理层驱动软件以及通信组网协议进行提供。软件方面，该芯片系统也对网络模块提供了支持，其通过在设备上Web浏览器的嵌入对不同类型设备的上网需求进行了较好的实现。

4.3精简系统内核

在嵌入式控制芯片的发展过程中，其软硬件在未来将获得更为紧密的结合。为了对生产成本进行降低、减小功耗，则需要设计人员能够对系统内核进行尽可能的精简，在对支持系统功能软硬件进行保留的基础上保证能够在最低资源的情况下对功能进行实现。对于该种情况，就需要设计人员能够对自身的算法进行不断的改进，在对最佳编程模型进行应用的同时对编译器的性能进行不断的更新以及优化。同时，该种情况对于软件开发人员也具有了较高的要求，不仅需要保证其能够具有较为丰富的知识，还需要能够对嵌入式控制芯片技术方面的知识进行掌握，以此在对生产成本以及功耗不断降低的同时对产品的竞争能力进行提升。

4.4增强融合

随着技术的发展，嵌入式控制芯片的种类也变得较为多样。而该种多样性的存在，也会因此使研发人员感觉到存在一定的不方便。如果在OS2系统上对相应的应用程序进行开发，而现在想在OS3上进行应用，则需要先对其进行一定的移植。为了在今后发展的过程中对该种情况进行避免，则需要逐渐向着融合的方向发展，即建立起一个能够对所有应用程序进行融合的系统，通过融合性的提升增强芯片的应用性。

4.5丰富工具

在嵌入式控制芯片开发的过程中，同操作系统以及开发工具间的支持是离不开的。随着带宽技术以及网络技术的发展，网络信息内容也向着更为丰富的方向发展，且在项目上也具有着更为多样化的表现。在此种情况下，为了能够对嵌入式控制芯片的应用需求进行满足，设计人员不仅需要对具有更强功能的嵌入式处理器进行应用，还需要通过交叉开发以及多任务编程技术的应用对系统功能的复杂性进行控制，以此在对应用程序进行设计的同时缩短软件的开发周期。

5结束语

随着技术的发展，嵌入式控制芯片已经在很多领域中得到了广泛的应用。在上文中，我们对基于嵌入式控制芯片在机械控制系统的应用进行了一定的研究，具有较好的应用价值。

参考文献：

[1]王剑平,张云生,张果,张晶.嵌入式控制状态转移的确定性实时语义[J].控制与决策.2014(01)：83-88.

[2]戴路,廖一鹏.仪表指针压制嵌入式控制软件设计[J].计算机时代.2013(02)：1-3.

[3]刘兴华,曹云峰.一种模型驱动的嵌入式控制软件设计技术研究[J].系统仿真学报.2013(07)：1530-1534.

作者：侯乃夫 单位：装甲兵工程学院