(一)嵌入式中間件技術(shù)的提出
隨著嵌入式系統(tǒng)(embedded system)的飛速發(fā)展，嵌入式產(chǎn)品已經(jīng)在個(gè)人、家庭和工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
一方而，伴隨著嵌入式Internet時(shí)代的到來(lái)，嵌入式設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，實(shí)時(shí)自動(dòng)的互換信息已經(jīng)慢慢的發(fā)展起來(lái)。
如:在工業(yè)控制中，通過網(wǎng)絡(luò)將嵌入式系統(tǒng)與遠(yuǎn)程控制臺(tái)聯(lián)結(jié)起來(lái)，把運(yùn)行期問采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送至控制臺(tái)，這樣可以
對(duì)嵌入式系統(tǒng)實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控和配置。這就對(duì)嵌入式系統(tǒng)的分布式計(jì)算提出了要求，即嵌入式系統(tǒng)之問的1辦同工作、嵌入式系統(tǒng)與普通桌而系統(tǒng)之問的協(xié)同工作的需求日益普遍。但山于各種原因，應(yīng)用系統(tǒng)之問甚至同一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)之內(nèi)都存在著很大的異質(zhì)性。那么如何在山眾多小同的嵌入式系統(tǒng)(小同的體系結(jié)構(gòu)、小同的微處理器、小同的支撐軟件、小同的接日協(xié)議)所構(gòu)成的分布異構(gòu)的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，解決基于多嵌入式系統(tǒng)的跨平臺(tái)的應(yīng)用互連和互操作問題呢?亦即如何構(gòu)建一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的通用性支撐軟件平臺(tái)，可以滿足若十個(gè)相互異構(gòu)的嵌入式系統(tǒng)與嵌入式系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)與PC機(jī)之問的互通互連和互操作的特殊要求呢?目前看來(lái)，恐怕也只有將桌而系統(tǒng)的“軟總線(Software Bus)”技術(shù)一一中問件<middleware)技術(shù)向嵌入式系統(tǒng)作遷移，才能擔(dān)此重任。
另一方而，隨著嵌入式系統(tǒng)在各行業(yè)中的深入應(yīng)用，嵌入式軟件的開發(fā)越來(lái)越受矚目。如何高效率地開發(fā)嵌入式系
統(tǒng)中的應(yīng)用軟件，是一個(gè)關(guān)鍵問題。將中問件技術(shù)引入到嵌入式應(yīng)用軟件的開發(fā)中，能最大限度地支持上層應(yīng)用軟件的
開發(fā)。因?yàn)橹袉柤夹g(shù)可以屏蔽各類硬件“!凡臺(tái)和操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)差異和技術(shù)細(xì)節(jié)，向應(yīng)用程序開發(fā)人員提供簡(jiǎn)單統(tǒng)一的接日，使他們把精力史多地集中在應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)上，能加快開發(fā)進(jìn)度，降低開發(fā)成本，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。
總之，一是嵌入式系統(tǒng)要求互連并接入Internet，實(shí)現(xiàn)分布式的普適計(jì)算，二是嵌入式應(yīng)用軟件的開發(fā)追求高效率、低成本、高質(zhì)量、可擴(kuò)展、可維護(hù)，所以嵌入式中問件技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
(二)嵌入式中間件的概念
對(duì)照桌而系統(tǒng)上的中問件定義，不難看出，嵌入式中問件(Embedded Middleware)是位于嵌入式系統(tǒng)軟件(嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)等)與應(yīng)用軟件之問的一種軟件，使用嵌入式操作系統(tǒng)所提供的基本功能與服務(wù)，為上層的應(yīng)用系統(tǒng)提供運(yùn)行開發(fā)環(huán)境。簡(jiǎn)單而言，嵌入式中問件是使嵌入式應(yīng)用獨(dú)立于具體軟硬件平臺(tái)的核心軟件環(huán)境。
可以從三方而來(lái)理解:1.嵌入式中問件是一類軟件，運(yùn)行在嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式應(yīng)用軟件之問，用于協(xié)調(diào)兩者
之問的服務(wù)。2.嵌入式中問件運(yùn)行在嵌入式設(shè)備上，為應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)之問的信息交互提供服務(wù)，包括信息發(fā)送、接
受，安全性保證，提高運(yùn)行效率等。3.嵌入式中問件為嵌入式應(yīng)用提供開發(fā)和運(yùn)行平臺(tái)，通過提供API函數(shù)，使第三方
能夠直接利用中問件平臺(tái)開發(fā)應(yīng)用程序，且應(yīng)用軟件可直接在中問件環(huán)境下運(yùn)行。
(三)嵌入式中間件在嵌入式系統(tǒng)中的位置、作用
通常認(rèn)為，嵌入式系統(tǒng)硬件平臺(tái)和軟件系統(tǒng)組成，可分為四層，從底向上分別為底層硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)平臺(tái)(操作系統(tǒng)內(nèi)核以及各種硬件驅(qū)動(dòng)程序)、中問件、應(yīng)用軟件。中問件將應(yīng)用軟件與依賴于硬件的底層軟件分隔開來(lái)，使應(yīng)用不依賴于具體的硬件平臺(tái)。也有專家認(rèn)為，操作系統(tǒng)內(nèi)核及相關(guān)系統(tǒng)組件也屬于中問件范疇，只小過是低層次的中問件而已。如圖1所示:
(四)嵌入式中間件的特點(diǎn)
1.內(nèi)核微小。基于嵌入式設(shè)備資源有限的實(shí)際情況，嵌入式中問件勢(shì)必小能很大，如果過大，運(yùn)行速度和效率將受
到斤民大的影響。
2.支持多種嵌入式操作系統(tǒng)。嵌入式中問件作為一種開發(fā)和運(yùn)行平臺(tái)，小能僅僅局限于某一種或者幾種操作系統(tǒng)上，為了支持對(duì)異構(gòu)終端的應(yīng)用，它應(yīng)該支持多種嵌入式操作系統(tǒng)，盡可能做到“一次編寫，多處運(yùn)行”。
3.支持多種應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。嵌入式中問件作為開發(fā)和運(yùn)行平臺(tái)，應(yīng)該提供標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議和接口，例如:SQL接口,
MPEG標(biāo)準(zhǔn)等，方便、高效的滿足各類嵌入式應(yīng)用的開發(fā)。
4.支持多種連接協(xié)議。嵌入式設(shè)備同網(wǎng)絡(luò)的連接方式很多，有串口通信、USB通信、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、調(diào)制解調(diào)器、紅外通信、TCP/IP等很多種方式，因此，嵌入式中問件應(yīng)該支持多種連接協(xié)議，完成同服務(wù)器的信息交互。
5.完善的安全保證和數(shù)據(jù)同步、恢復(fù)機(jī)制。山于嵌入式設(shè)備具有較高的移動(dòng)性，發(fā)生碰撞、磁場(chǎng)十?dāng)_、遺失等特殊
情況的概率較高，因此嵌入式中問件應(yīng)該提供完善的安全保證和實(shí)時(shí)高效的數(shù)據(jù)同步、恢復(fù)機(jī)制。
準(zhǔn)。MHP標(biāo)準(zhǔn)主要定義數(shù)字電視中問件的整體結(jié)構(gòu)、傳送協(xié)議、內(nèi)容格式、Java虛擬機(jī)和DVB-JAP工s,安全性和各層的
細(xì)節(jié)。我國(guó)的數(shù)字電視中問件標(biāo)準(zhǔn)則明確指出中問件系統(tǒng)要采用Java虛擬機(jī)，提供Java應(yīng)用程序標(biāo)準(zhǔn)接u，使用Java語(yǔ)言編寫交互式應(yīng)用程序。實(shí)踐中，可以利用數(shù)字電視中問件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)有線電視機(jī)頂盒(典型的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng))。
如果從嵌入式中問件實(shí)現(xiàn)的抽象功能和作用來(lái)看，則可以有以下幾類:嵌入式數(shù)據(jù)中問件(屏蔽底層各類嵌入式數(shù)
據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，為上層應(yīng)用提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問接日)、嵌入式實(shí)時(shí)中問件(越來(lái)越多的嵌入式設(shè)備通過與網(wǎng)絡(luò)的結(jié)介
彼此進(jìn)行實(shí)時(shí)的信息交換，這對(duì)嵌入式系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速度提出了要求，即能夠在分布嵌入式實(shí)時(shí)環(huán)境下對(duì)具有實(shí)時(shí)服
務(wù)質(zhì)量要求的任務(wù)請(qǐng)求提供支持。這一類型的中問件通常與無(wú)線、實(shí)時(shí)控制自接相關(guān)。現(xiàn)有的典型的嵌入式實(shí)時(shí)中問件
有Qos體系結(jié)構(gòu))、嵌入式通信中問件(主要用于基于嵌入式技術(shù)的各通信設(shè)備之問進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連，是具體實(shí)現(xiàn)基于嵌入
式系統(tǒng)的跨平臺(tái)互通、互連、互操作的關(guān)鍵中問件)、嵌入式安全中問件(實(shí)現(xiàn)分布異構(gòu)的各類嵌入式系統(tǒng)之問的跨“!凡臺(tái)信息傳輸?shù)陌踩J(rèn)證、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)恢復(fù)、加密解密等服務(wù))。
他們紛紛研制適介于異構(gòu)終端的，能訪問多種數(shù)據(jù)庫(kù)的嵌入式應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)，嵌入式中間件將是未來(lái)嵌入式發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)。
換一個(gè)角度看，由于嵌入式系統(tǒng)的復(fù)雜性程度高，有專家提出要解決嵌入式軟件危機(jī)，只有從實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和嵌入
式中間件著手。就軟件開發(fā)而言，人們自然會(huì)把分布對(duì)象的概念引伸到這一領(lǐng)域，提出開發(fā)嵌入式中間件的需要，將成為軟件開發(fā)的一個(gè)新熱點(diǎn)。最為典型的即是分布對(duì)象技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)CORBA規(guī)范針對(duì)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的改進(jìn)和引入。
嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心的系統(tǒng)，小會(huì)像PC一樣只有一種平臺(tái)，但它會(huì)吸取PC的成功經(jīng)驗(yàn)，形成小同行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)具有設(shè)計(jì)技術(shù)共享、構(gòu)件兼容、維護(hù)方便和介作生產(chǎn)等特點(diǎn)，是增強(qiáng)行業(yè)性產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力的有效乎段。走行業(yè)開放系統(tǒng)道路、建立行業(yè)性的嵌入式軟件開發(fā)“!凡臺(tái)是加快嵌入式軟件技術(shù)發(fā)展的有效途徑之一。根據(jù)應(yīng)用的小同要求，今后各行業(yè)會(huì)定義其嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式中間件、嵌入式支撐軟件等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。山此可見，形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也是嵌入式中間件的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。
未來(lái)，對(duì)嵌入式中間件技術(shù)可研究的內(nèi)容很多，但主要在以下領(lǐng)域:Java優(yōu)化技術(shù)、嵌入式WeU服務(wù)器、嵌入式實(shí)
時(shí)CORBA技術(shù)、嵌入式標(biāo)準(zhǔn)API、小型GUI技術(shù)、嵌入式安全技術(shù)、多媒體技術(shù)、低功耗技術(shù)、寬帶和無(wú)線通信技術(shù)等。
總而言之，嵌入式軟件系統(tǒng)因?yàn)獒槍?duì)小同的設(shè)備所以各方而功能差異很大，嵌入式硬件系統(tǒng)因?yàn)轶w積受限資源有限
所以各種設(shè)備之間異構(gòu)現(xiàn)象嚴(yán)重，而各種嵌入式設(shè)備聯(lián)網(wǎng)又是大勢(shì)所趨，顯而易見，嵌入式中間件必將飛速發(fā)展。
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