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技術(shù)專題
嵌入式系統(tǒng)中的PDF生成
嵌入式系統(tǒng)中的PDF生成
傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄器將數(shù)據(jù)顯示為純文本，逗號(hào)分隔值（CSV）或可擴(kuò)展標(biāo)記語言（XML）。如果您具有支持軟件來處理數(shù)據(jù)的格式，這些格式的文件就可以很好地工作，但是，如果您正在尋找一種分發(fā)文件的快速方法，任何人都可以打開，則便攜式文檔格式（PDF）更適合。這是因?yàn)閿?shù)據(jù)是以一致且易于管理的方式呈現(xiàn)的；除了文字墻外，還可以為用戶提供清晰布局的摘要，圖表和圖像。任何人都可以輕松打開或分發(fā)數(shù)據(jù)，而無需任何軟件，而無需擁有計(jì)算機(jī)上已有的軟件。
我們已經(jīng)開發(fā)了嵌入式軟件，可以直接在微控制器（Wikipedia）上生成動(dòng)態(tài)PDF文件，然后可以將其寫入SD卡或通過USB傳輸（該設(shè)備可以顯示為大容量存儲(chǔ)設(shè)備，就像您的閃存驅(qū)動(dòng)器一樣） ）。用作數(shù)據(jù)記錄器只是潛在的應(yīng)用之一。
PC和嵌入式系統(tǒng)比較
我們首先使用C＃編寫軟件，然后在PC上運(yùn)行，因?yàn)檫@可以讓我們快速輕松地確定以代碼形式生成PDF所需的內(nèi)容–事實(shí)證明這相當(dāng)簡單，盡管我們已經(jīng)知道在為嵌入式設(shè)備（在這種情況下為8位PIC單片機(jī)）編寫代碼時(shí)會(huì)遇到獨(dú)特的挑戰(zhàn)。
當(dāng)編寫在PC上運(yùn)行的軟件時(shí)，程序會(huì)有大量資源可供使用，下表顯示了典型PC和典型8位微控制器之間的比較。
|
個(gè)人電腦 |
微控制器 |
|
|
內(nèi)存（B） |
4,294,967,296 |
256 |
|
ROM（KB） |
1,073,741,824 |
8 |
|
時(shí)鐘速度（MHz） |
3000 |
16 |
完全不同！一臺(tái)PC的內(nèi)存（RAM）增加了1700萬倍，存儲(chǔ)（ROM）增加了1.34億倍，并且運(yùn)行速度提高了188倍！因此，雖然很容易在PC的RAM中生成整個(gè)PDF文件，但在許多微控制器上卻根本不可能做到這一點(diǎn)。
通常，這不會(huì)造成太大的問題，因?yàn)榭梢蚤_始寫入文件。但是，PDF格式是為快速查看而設(shè)計(jì)的-實(shí)現(xiàn)此目的的一種方法是使用文件末尾的表格，該表格引用所有組件（頁面，圖像，字體等）的位置。該表允許查看軟件直接讀取文件的所需部分，從而節(jié)省了時(shí)間和內(nèi)存。這種引用技術(shù)以及其他引用技術(shù)可能很難以編程方式進(jìn)行處理。
解決方案
最簡單的解決方案是在返回并填充所有丟失的引用之前在RAM中生成整個(gè)PDF，但是，如前所述，由于嵌入式系統(tǒng)的限制，這是不可能的。通過使用多種預(yù)測(cè)性和補(bǔ)償性方法，生成軟件可以克服這一困難-逐步逐行生成文件并將每個(gè)文件推入外部存儲(chǔ)設(shè)備（例如SD卡）。通過這種方式，在任何時(shí)間點(diǎn)只有少量文件存儲(chǔ)在內(nèi)存中，從而確保有限的資源不會(huì)被耗盡，同時(shí)仍然允許大型，復(fù)雜的PDF文件。下面顯示了以此方式生成的一個(gè)簡單示例頁面。
在為嵌入式系統(tǒng)編寫代碼時(shí)，這是一個(gè)常見的困難–真正的挑戰(zhàn)在于理解微控制器的工作方式并了解其局限性。考慮到這一點(diǎn)，可以創(chuàng)建快速有效的系統(tǒng)。