嵌入式系統(tǒng)43251

1、摘要：要：隨著嵌入式技術(shù)的普及推廣，嵌入式系統(tǒng)高級語言編程勢在必行。然而，人們在選擇語言系統(tǒng)時往往具有很大的隨意性。對價格、獲取方便性等因素考慮較多，而對語言本身的技術(shù)因素考慮較少。文章從嵌入式系統(tǒng)高級編程語言特點入手，對高級語言的基本性能作簡要總結(jié)，對目前比較流行的幾種嵌入式系統(tǒng)編程語言——Ada、CC、Modula2的基本技術(shù)性能進行分析比較；對Java作簡要介紹。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)高級語言基本性能編程特點一、嵌入式系統(tǒng)高級

2、語言編程特點一、嵌入式系統(tǒng)高級語言編程特點隨著嵌入式系統(tǒng)應用范圍的不斷擴大和嵌入式實時操作系統(tǒng)RTOS（RealTimeOperatingSystem）的廣泛使用，高級語言編程已是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的必然趨勢。因為匯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，既不宜在復雜系統(tǒng)中使用，又不便于實現(xiàn)軟件重用；而高級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。因此高級語言編程具有許多優(yōu)勢。（1）通用性強。隨著微處理器技術(shù)的

3、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)置了一個巨大的障礙，使得系統(tǒng)編程更加困難，軟件重用無法實現(xiàn)；而高級語言一般和具體機器的硬件結(jié)構(gòu)聯(lián)系較少，比較流行的高級語言對多數(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)應用范圍的不斷擴大和應用層面的不斷深入，系統(tǒng)規(guī)模越來越大，結(jié)構(gòu)越來越復雜，設(shè)計變得越來越困難。一個系統(tǒng)內(nèi)有多種微處理器已是常見的事情。這時，要

4、用匯編語言編程不僅要求編程人員要對所有微處理器的匯編語言都了如指掌，而且隨著任務復雜程度的不斷提高，用匯編語言實現(xiàn)規(guī)模較大的任務難度極大；而高級語言的語意層次較高，且有豐富的程序庫支持，因此，編寫較復雜的程序相對簡單。使用高級語言編程，不僅能夠加快系統(tǒng)開發(fā)進程，節(jié)省大量時間，同時也有利于系統(tǒng)調(diào)試及維護工作。（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，往往要花費大量精力分析“細節(jié)“問題，如為什么把一個數(shù)據(jù)傳送給一個寄

5、存器，為什么把某個標志位清零等。當把注意力放在這些“細節(jié)“上的時候，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。采用高級語言就可以很好地解決這些問題。因為高級語言的語意層次較高，表達方式更接近人們?nèi)粘５乃季S方法，一些數(shù)學表達式可以直接用一條語句表達，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)，為某個微處理器設(shè)計的程序不能直接移植到另一個不同種類的微處理器上

6、使用，因此，移植性差；而高級語言對C語言是由DennisRichie于1972年在AT&Bell實驗室研究成功并投入使用的系統(tǒng)編程語言。其設(shè)計目標是使C既具有匯編語言的效率，又具有高級語言的易編程性。其最具代表性的應用是UNIX操作系統(tǒng)。從20世紀80年代中期C語言涉足實時系統(tǒng)后，受到了普遍歡迎。目前是使用最廣泛的嵌入式系統(tǒng)編程語言。C是由BjarneStroustrup于1995年在Bell實驗室研制成功并投入使用的。C在支持現(xiàn)代軟件

7、工程、OOP、結(jié)構(gòu)化等方面對C進行了卓有成效的改進，但在程序代碼容量、執(zhí)行速度、程序復雜程度等方面比C語言程序性能差一些[245]。Modula2是由NicklansWirth在70年代后期根據(jù)Pal和Modula開發(fā)的系統(tǒng)設(shè)計語言。其主要目標是在模塊化、系統(tǒng)編程、協(xié)同處理等方面對Pal進行改進。Modula2具有很強的類型檢查能力和豐富的低級功能支持。因此，可用它設(shè)計一個完整的實時程序而不用匯編語言的支持。Modula3是1988年由

8、DEC（DigitalEquipmentCompany）和C（OlivettiResearchCenter）根據(jù)Modula2開發(fā)研制并投入使用的系統(tǒng)開發(fā)語言。目標是設(shè)計一個功能強大但結(jié)構(gòu)簡單的通用編程語言。它在協(xié)同處理、OOP、自動垃圾收集以及對C語言和UNIX的支持等方面對Modula2進行了改進[6]?？疾煲婚T語言是否適用，需要從多個方面進行考慮。不同語言，都有自己的特色。很難將其全面進行比較。另外，任何一門語言的運行特性都與運行

9、環(huán)境密切相關(guān)，因此，選擇語言時，應綜合考慮。為敘述方便，我們把語言的性能劃分為基本性能和運行性能兩個方面進行分析。（1）基本性能一門語言的基本性能主要是指語言本身的固有特性，或稱靜態(tài)特性，即構(gòu)成語言的組成部分所具有的特性。它不僅決定著語言的可用性、適用性、可靠性等，而且對應用程序的開發(fā)產(chǎn)量、便攜性、可維護性、安全性也有一定影響。它是一門語言的核心和基石?？疾檎Z言的基本性能主要從以下幾個方面入手：與匯編語言機器語言的接口，直接尋址，對硬件

10、的控制，位操作，中斷處理，指針操作，數(shù)據(jù)類型的支持及檢測，控制結(jié)構(gòu)的支持及檢測，模塊化支持，獨立編譯支持，任務結(jié)構(gòu)支持，異常事件處理，數(shù)學模型支持，語法和整體結(jié)構(gòu)，多任務支持，標準程序庫，面向?qū)ο缶幊蹋∣OP）結(jié)構(gòu)等。（2）運行性能語言的運行性能是指其應用軟件在實際運行時所表現(xiàn)出來的行為特點，是一門語言的動態(tài)特性。它對語言的適用性、實用性及可用性影響極大。主要表現(xiàn)在任務期限設(shè)置、代碼執(zhí)行時間的簡單評價，調(diào)度策略選擇，時序分析支持等幾個方