魅惑女巫 莫甘娜:嵌入式中间件技术研究综述 - 嵌入式系统 - 电力电子-世界电子通信网-电子产品论坛;电磁...

    (一)嵌入式中间件技术的提出
      随着嵌入式系统(embedded system)的飞速发展，嵌入式产品已经在个人、家庭和工业领域得到了广泛的应用。
    一方而，伴随着嵌入式Internet时代的到来，嵌入式设备与网络结合，实时自动的互换信息已经慢慢的发展起来。
如:在工业控制中，通过网络将嵌入式系统与远程控制台联结起来，把运行期问采集到的数据发送至控制台，这样可以
对嵌入式系统实施远程监控和配置。这就对嵌入式系统的分布式计算提出了要求，即嵌入式系统之问的1办同工作、嵌入式系统与普通桌而系统之问的协同工作的需求日益普遍。但山于各种原因，应用系统之问甚至同一个应用系统之内都存在着很大的异质性。那么如何在山众多小同的嵌入式系统(小同的体系结构、小同的微处理器、小同的支撑软件、小同的接日协议)所构成的分布异构的动态网络环境下，解决基于多嵌入式系统的跨平台的应用互连和互操作问题呢?亦即如何构建一个标准的通用性支撑软件平台，可以满足若十个相互异构的嵌入式系统与嵌入式系统、嵌入式系统与PC机之问的互通互连和互操作的特殊要求呢?目前看来，恐怕也只有将桌而系统的“软总线(Software  Bus)”技术一一中问件    另一方而，随着嵌入式系统在各行业中的深入应用，嵌入式软件的开发越来越受瞩目。如何高效率地开发嵌入式系
统中的应用软件，是一个关键问题。将中问件技术引入到嵌入式应用软件的开发中，能最大限度地支持上层应用软件的
开发。因为中问件技术可以屏蔽各类硬件“!凡台和操作系统的结构差异和技术细节，向应用程序开发人员提供简单统一的接日，使他们把精力史多地集中在应用系统的设计开发上，能加快开发进度，降低开发成本，提高产品竞争力。
    总之，一是嵌入式系统要求互连并接入Internet，实现分布式的普适计算，二是嵌入式应用软件的开发追求高效率、低成本、高质量、可扩展、可维护，所以嵌入式中问件技术应运而生。
            (二)嵌入式中间件的概念
    对照桌而系统上的中问件定义，不难看出，嵌入式中问件(Embedded  Middleware)是位于嵌入式系统软件(嵌入式操作系统、嵌入式数据库等)与应用软件之问的一种软件，使用嵌入式操作系统所提供的基本功能与服务，为上层的应用系统提供运行开发环境。简单而言，嵌入式中问件是使嵌入式应用独立于具体软硬件平台的核心软件环境。
    可以从三方而来理解:1.嵌入式中问件是一类软件，运行在嵌入式操作系统和嵌入式应用软件之问，用于协调两者
之问的服务。2.嵌入式中问件运行在嵌入式设备上，为应用程序和数据库之问的信息交互提供服务，包括信息发送、接
受，安全性保证，提高运行效率等。3.嵌入式中问件为嵌入式应用提供开发和运行平台，通过提供API函数，使第三方
能够直接利用中问件平台开发应用程序，且应用软件可直接在中问件环境下运行。
  (三)嵌入式中间件在嵌入式系统中的位置、作用
    通常认为，嵌入式系统硬件平台和软件系统组成，可分为四层，从底向上分别为底层硬件平台、操作系统平台(操作系统内核以及各种硬件驱动程序)、中问件、应用软件。中问件将应用软件与依赖于硬件的底层软件分隔开来，使应用不依赖于具体的硬件平台。也有专家认为，操作系统内核及相关系统组件也属于中问件范畴，只小过是低层次的中问件而已。如图1所示:

  (四)嵌入式中间件的特点
    1.内核微小。基于嵌入式设备资源有限的实际情况，嵌入式中问件势必小能很大，如果过大，运行速度和效率将受
到斤民大的影响。
    2.支持多种嵌入式操作系统。嵌入式中问件作为一种开发和运行平台，小能仅仅局限于某一种或者几种操作系统上，为了支持对异构终端的应用，它应该支持多种嵌入式操作系统，尽可能做到“一次编写，多处运行”。
    3.支持多种应用的标准和协议。嵌入式中问件作为开发和运行平台，应该提供标准的协议和接口，例如:SQL接口,
MPEG标准等，方便、高效的满足各类嵌入式应用的开发。
    4.支持多种连接协议。嵌入式设备同网络的连接方式很多，有串口通信、USB通信、无线网络、调制解调器、红外通信、TCP/IP等很多种方式，因此，嵌入式中问件应该支持多种连接协议，完成同服务器的信息交互。
    5.完善的安全保证和数据同步、恢复机制。山于嵌入式设备具有较高的移动性，发生碰撞、磁场十扰、遗失等特殊
情况的概率较高，因此嵌入式中问件应该提供完善的安全保证和实时高效的数据同步、恢复机制。

准。MHP标准主要定义数字电视中问件的整体结构、传送协议、内容格式、Java虚拟机和DVB-JAP工s,安全性和各层的
细节。我国的数字电视中问件标准则明确指出中问件系统要采用Java虚拟机，提供Java应用程序标准接u，使用Java语言编写交互式应用程序。实践中，可以利用数字电视中问件设计和实现有线电视机顶盒(典型的嵌入式应用系统)。
    如果从嵌入式中问件实现的抽象功能和作用来看，则可以有以下几类:嵌入式数据中问件(屏蔽底层各类嵌入式数
据库的实现细节，为上层应用提供统一的数据访问接日)、嵌入式实时中问件(越来越多的嵌入式设备通过与网络的结介
彼此进行实时的信息交换，这对嵌入式系统的数据传输速度提出了要求，即能够在分布嵌入式实时环境下对具有实时服
务质量要求的任务请求提供支持。这一类型的中问件通常与无线、实时控制自接相关。现有的典型的嵌入式实时中问件
有Qos体系结构)、嵌入式通信中问件(主要用于基于嵌入式技术的各通信设备之问进行网络互连，是具体实现基于嵌入
式系统的跨平台互通、互连、互操作的关键中问件)、嵌入式安全中问件(实现分布异构的各类嵌入式系统之问的跨“!凡台信息传输的安全认证、远程数据恢复、加密解密等服务)。

他们纷纷研制适介于异构终端的，能访问多种数据库的嵌入式应用开发平台，嵌入式中间件将是未来嵌入式发展的一个热点。
    换一个角度看，由于嵌入式系统的复杂性程度高，有专家提出要解决嵌入式软件危机，只有从实时操作系统和嵌入
式中间件着手。就软件开发而言，人们自然会把分布对象的概念引伸到这一领域，提出开发嵌入式中间件的需要，将成为软件开发的一个新热点。最为典型的即是分布对象技术标准CORBA规范针对嵌入式系统应用的改进和引入。
    嵌入式系统是以应用为中心的系统，小会像PC一样只有一种平台，但它会吸取PC的成功经验，形成小同行业的标准。统一的行业标准具有设计技术共享、构件兼容、维护方便和介作生产等特点，是增强行业性产品竞争能力的有效乎段。走行业开放系统道路、建立行业性的嵌入式软件开发“!凡台是加快嵌入式软件技术发展的有效途径之一。根据应用的小同要求，今后各行业会定义其嵌入式操作系统、嵌入式中间件、嵌入式支撑软件等行业标准。山此可见，形成行业标准，也是嵌入式中间件的一个重要发展趋势。
    未来，对嵌入式中间件技术可研究的内容很多，但主要在以下领域:Java优化技术、嵌入式WeU服务器、嵌入式实
时CORBA技术、嵌入式标准API、小型GUI技术、嵌入式安全技术、多媒体技术、低功耗技术、宽带和无线通信技术等。
    总而言之，嵌入式软件系统因为针对小同的设备所以各方而功能差异很大，嵌入式硬件系统因为体积受限资源有限
所以各种设备之间异构现象严重，而各种嵌入式设备联网又是大势所趋，显而易见，嵌入式中间件必将飞速发展。