嵌入式系统技术在舰船导航设备的应用论文
摘要：嵌入式系统技术在最近几年的发展中速度有了非常明显的提升，同时也成为了研究过程中非常热点的一个问题，舰船导航设备在众多领域也有着十分广泛的应用，而我国的科技在发展的过程中也对舰船导航设备有了更加严格的要求，本文主要分析了嵌入式系统技术在舰船导航设备中的应用，以供参考和借鉴。
关键词：嵌入式系统；嵌入式软件；导航设备；应用
1概述
嵌入式系统技术在最几年当中得到了非常显著的发展，其被广泛的应用在智能手机和平板电脑等多种设备当中，所以其在发展的过程中能够展现出非常大的潜力。航海导航设备通常用来舰船的导航工作在，在航海设备当中也应用了非常多的嵌入式系统技术，这样也就使得仪器和设备的性能得到显著的提升。
2导航设备中的应用情况
2.1应用概况
2.1.1硬件系统应用。
2.1.1.1功能简单的仪器采用的是单片机。在应用的过程中应用比较普遍的就是IntelMCS-51系列的单片机和兼容芯片，比如某种型号的气象仪、探测仪等都使用了80C31单片机，还有某些航海设备采用了DSP芯片，比如某智能导航仪就采用了TM5800芯片。
2.1.1.2一些在早期设计出来的设备使用的是低档次通用微处理器芯片，比如20世纪90年代定型的一些电磁计量仪和航迹仪采用的是Intel8086CPU。
2.1.1.3仪器中组合采用工控机和单片机等较为多样的嵌入式硬件，这种硬件一般情况下会应用在复杂性比较高的系统当中，一般情况下是PC/104、ETX板、COMe板来实现主控和复杂性相对较高的计算环节，分机的部分通常采用的是单片机或者是DSP来实现一些并不是非常复杂的功能，比如一些谱勒计程仪和一部分的无源北斗导航接收机。
2.1.2软件系统应用。
2.1.2.1使用单片机的系统，通常这种系统当中不会设置EOS这种设备的软件通常采用汇编的语言来完成编写工作，这样也就能够完成一些比较简单的计算和流程控制机显示控制等多个功能。
2.1.2.2采用嵌入式微处理器系统，通常选择与之协调的EOS系统和开发工具，同时还要将其编写到程序上面。在20世纪90年代所开发出来的产品很多都使用了DOS系统，在新千年到来之后，市场上能够选择的嵌入式硬件产品种类非常多，同时在设备上应用的形式也是多种多样的，应用软件采用较多的是C+变成，运行的环境可以是DOS，也可以是Windows系统等等。
2.2典型应用举例
2.2.1电子航海图的系统。以某型电子航海图系统为例，其嵌入式系统为：2.2.1.1硬件系统。主板采用的是嵌入式单板主机GENE-6320，其在运行的过程中采用的是移动式Intel超低功率处理器，处理器的频率为700Hz，板载插槽支持的是256MB系统内存，显示分辨率为1280x1024。2.2.1.2软件系统。在操作系统方面原来采用的是Windows系统，新的系统采用了VxWorks操作系统，在软件汇编方面采用了C++的语言，主要有信息处理模块，海图显示和改正模块、导航和海图作业模块、航海设计模块等等。
2.2.2计程仪。计程仪是用来测量舰船航速并计算舰船航行里程的仪器，又称测速仪。以某型计程仪为例，该型计程仪由主仪器、电磁传感器、传感器升降装置、前置放大器、压差传感器、开关分配器、导压及提升装置、复示器、接线箱和信息发送箱组成，其中主仪器是计程仪的操作控制中心，完成速度、航程的各种转换处理和人机界面与发送的控制，它实质上是一个AT89C55单片机系统。
2.2.2.1硬件系统。CPU板在整个计程仪的嵌入式系统当中是最为重要的一个组成部分，系统中采用了AT89C55单片机，片当中设置了24KB程序处理器，偏歪同时还设置了8KB的EEPROM，其主要是用来对不同的计算参数、累积航程以及累积的时间等数据进行有效的存储。CPU板的主要功能就是其可对传感器所传送的信号进行周期性的计算，同时还能根据实际的情况对其进行适当的调整，这样就得到了舰船的航行速度。同时还要对这一速度按照时间的间隔大小进行数值积分处理，这样就能够计算出航程，之后通过接口将这些信息发送和显示出来。ADC板主要的功能就是能够很好的完成传感器输入信号的模/数的转换，同时还要对键盘编码的输入进行有效的控制。TRS板也是非常重要的一个组成部分，其主要的功能是对航速和航程数字量到自整角机/数字转换器模拟输出量的转换。CAN总线板主要的功能就是能够完成航速信息进行有效的传输。
2.2.2.2系统软件。主仪器的'工作程序采用的是汇编语言编写，它有自检木块、管理模块以及测速校正模块，不同的模块采用的是中断式的使用方式，不同的中断服务分支程序要对不同的任务进行有效的处理，从而使得系统的功能更加的完整。
3应用展望
3.1低端应用。在低端应用的过程中采用的是不同档次的单片机。由于最近几年，单片机技术在不断的改进和完善。形成了更多更加使用的功能，此外相同档次的单片机功能和以前相比也有了非常明显的改善。在这一过程中，我们有了更多的选择余地。除此之外，MCU在开发成本和开发的难度也有了较大的变化，以往比较难处理的部分在硬件上，而现在，逐渐转移到了软件，在集成的开发环境和设计软件包等也比以前的形式更多，所以在应用的过程中帮助客户减少了设计过程中的工作量，同时也使得设计的效率也有所提升。
3.2中高端应用。硬件应用的过程中选择不同标准的嵌入式主板，CPU在应用的过程中采用了抄底功耗的地方，高性能嵌入式的最新一代处理器等等，应用的软件有Windows、VxWorks等多种操作系统的大环境当中，而出现这种情况的主要原因有四个，首先，从价格的角度上来说，中高端应用的过程中对价格的敏感度相对较低，但是其对功能和性能的要求也明显提高，一般情况下采用的是高性能的计算机芯片。其次，如果站在硬件的角度上来说，EXT、COMe等通用标准一直都在变化，没有处在高度统一的状态，模板及EOS底层的设计和开发也是专业厂商完成的，开发人员在工作中只需要关注软件程序的设计工作。再次，如果从操作系统和开发环境的层面上来讲，高性能嵌入式微处理器的应用使得嵌入式系统在功能方面和PC在功能上并没有非常大的差异，以往体积大，运行速度缓慢的操作系统也会变得越来越流畅，因为系统在运行的过程中可以展现出非常强的功能性，开发的工具具有灵活性和多样性，系统升级也十分的便利，所以也受到了人们的关注和欢迎。最后，如果从应用软件的层面上来讲，嵌入式的环境所开发的软件和PC开发出来的软件并没有非常大的差异，这样也就使得开发的周期更短，开发的难度也得到了非常有效的控制。
4结论
当前，我国的嵌入式系统技术在不断的改进和发展，很多全新的技术和全新的产品以及与之相关的标准也涌入人们的事业，嵌入式开发的便捷性得到了显著的提升，在设计中甚至完全不需要考虑硬件设计的问题，而这一技术在航海设备中的应用也会朝着更加广泛和普遍的方向发展，此外在航海设备产品升级换代的时候也会使用到很多新型的技术和标准，这样一来也使得产品更新换代的周期明显的缩短，从而使得仪器自身的性能和质量在不断的改进和完善，为相关行业的发展提供了更好的条件。
参考文献
[1]胡伟.基于嵌入式Linux的RFID安全性研究[J].计算机工程，2011(23).
[2]赵宇峰,孙伟华,王建国.基于嵌入式GIS的地图显示算法研究[J].计算机与数字工程，2011(3).