第2章嵌入式系统的设计方法

复习提问

1.嵌入式系统的定义(国内普遍)? 2. 嵌入式系统的构成？

第2章 嵌入式系统的设计方法2.1 嵌入式系统的一般设计流程 2.2 传统的嵌入式系统设计方法 2.3 嵌入式系统的软硬件协同设计方法 2.4 嵌入式系统的测试技术 2.5 小节

2.1 嵌入式系统的一般设计流程一、单片机系统用户需求 选择处理器 设计硬件平台

根据硬件平台 编写软件

存在硬件 问题否 否

是

修改硬件平台

测试软件 通过是

1. 单片机系统主要用于实 现相对简单的控制，因 此系统核心部件集成在 一块芯片——单片机上， 再在单片机的外围加入 一些接口电路即可。 2. 单片机系统设计相对比 较简单，软件部分不需 要嵌入式操作系统的支 持，只需采用汇编语言 编写针对特定应用的程 序即可。

整个系统测试

系统开发结束

图2.1 单片机系统的开发流程

二、嵌入式处理器系统用户需求 选择嵌入式处理器 及硬件平台

选择合适的 嵌入式操作系统

基于操作系统 开发应用程序

否

应用程序 测试通过 是

1. 嵌 入 式 处 理 器 系 统 往 往 包 含 CPU 、 内 存 和 丰富的外部接口，其 开发过程类似在PC机 上开发应用程序。 2. 开 发 流 程 的 第 一 步 是 选择嵌入式处理器和 硬件平台。 3. 软 件 部 分 一 般 包 含 操 作系统，开发人员基 于此编写相应的应用 程序即可，这可大大 地简化开发过程，提 高系统的稳定性。系统开发结束

整个系统测试

图2.2 嵌入式处理器系统开发流程

二、嵌入式处理器系统开发方式嵌入式处理器系统通常采用“宿主机/目标机”的开发方式。

宿主机RS232 JTAG

目标机

JTAG仿真器

图2.3 嵌入式处理器系统的开发方式

二、嵌入式处理器系统开发方式嵌入式处理器系统的开发过程一般包括以下几个步骤： 源代码编写：编写源C/C++及汇编程序； 程序编译：通过专用编译器编译程序； 软件仿真调试：在SDK中仿真软件运行情况； 程序下载：通过JTAG/USB/UART等方式下载到目标机； 软硬件测试、调试：通过JTAG等方式联合调试程序； 下载固化：程序无误，下载到目标板。

SDK(Software Development Kit, 即软件开 发工具包 )一般是一些被软件工程师用于 为特定的软件包、软件框架、硬件平台、 操作系统等建立应用软件的开发工具的集 合。

二、嵌入式处理器系统嵌入式处理器系统设计的关键问题(1)嵌入式处理器的选型处理器的选型直接影响存储器、外设的选择。一般从以下 几个因素考虑：

够用 、适用 、成本 、 功耗 软件开发工具、 是否内置调试工具 是否提供评估板

(2)操作系统的选择

从八十年代起，国际

上就有一些 IT组织、公司，开始致力于嵌入式 操作系统的研发，现已涌现了一批 优秀的操作系统。如何从众多的嵌 入式操作系统中选取合适的操作系 统？可以考查以下几个方面：

操作系统的选择

操作系统的移植 操作系统的内存要求 操作系统的实时性 支持的开发工具 操作系统的可裁剪性 开发人员是否熟悉此操作系统及其提供的 API 操作系统是否提供硬件的驱动程序，如网 卡等

复习提问1.嵌入式系统软件有哪几部分？ 2.嵌入式系统实际开发采用宿主机/目标机方 式的开发方式？

(3)编程语言的选取人们在选择编程语言时往往具有很大的随意性。对价格、 获取方便性等因素考虑较多，而对语言本身的技术因素考虑 较少。在此就目前应用广泛几种高级语言：Ada、C/C++、 Modula-2和JAVA等进行简单的分析比较。 Ada语言定义严格，易读易懂，有较丰富的库程序支持，由于它和运行环境联系较少，因此其运行特性比较出色。 C语言具有广泛的库程序支持，现在是嵌入式系统设计中应用最广泛 的语言。 C++是一种面向对象的编程语言，应用也很多，但与C语言相比，C++ 编写的程序目标代码往往比较庞大和复杂。 Modula-2定义清楚，支持丰富，具备较好的模块化结构，在教学科研 方面有较广泛的应用。 Java语言相对年轻，但有很强的跨平台特性，现在发展势头较为强劲。

Ada是一种表现能力很强的通用程序设计语 言，它是美国国防部为克服软件开发危机， 耗费巨资，历时近20年研制成功的。它被誉 为第四代计算机语言的成功代表。与其他 流行的程序设计语言不同，它不仅体现了 许多现代软件的开发原理，而且将这些原 理付诸实现。因此，Ada语言的使用可大大 改善软件系统 的 清晰性， 可靠性， 有效 性， 可维护性。

为什么称作 Ada -

美国国防部之所以把这种语言取名为 Ada,是为了纪念奥左斯特. 艾达.洛夫莱斯 伯爵夫人 (Augusta Ada Lovlace 1815-1852),她 是英格兰诗人拜伦(Byron)勋爵的女儿,曾对 现代计算机技术之父查尔斯.巴贝奇(Charles Babage)的笔记，手稿进行了整理和修正。 从某种意义上说，她是世界上第一位计算 机程序员。

2.2 传统的嵌入式系统设计方法需求分析 总体设计

硬件子系统 设计

软件子系统 设计

系统集成、 测试、验证

否

系统 测试通过 是 开发结束

否

图2.4 传统的嵌入式系统设计方法

传统设计方法存在的缺陷传统的嵌入式系统设计方法虽然简单，但存在一些不 可避 …… 此处隐藏：1777字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……