第5章_嵌入式系统设计与开发

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第5章 嵌入式系统设计与开发

嵌入式软件开发概述

• 嵌入式应用开发的过程
  • 硬件的设计与实现
  • 设备驱动软件的设计与实现
  • 嵌入式操作系统的选择、移植，以及API接口函数的设计。
  • 支撑软件的设计与调试。
  • 应用程序的设计与调试。
  • 系统联调，样机交付。
• 嵌入式软件开发的特点
  • 需要交叉编译工具
  • 通过仿真手段进行调试
  • 开发板是中间目标机
  • 可利用的资源有限
  • 需要与硬件打交道
• 嵌入式软件开发的挑战
  • 软硬件协同设计
  • 嵌入式操作系统
    • 无操作系统
    • 有操作系统
  • 代码优化
  • 有限的输入输出功能

嵌入式软件开发环境

• 宿主机和目标机
  • 宿主机
  • 目标机
  • 宿主机和目标机的连接
• 嵌入式软件开发工具
  • 编辑器
  • 编译器
  • 调试及调试工具
    • 直接测试法
    • 调试监控器法
    • ROM仿真器法
    • 在线仿真器法
    • 片上调试法
    • 模拟器法
  • 软件工程工具
    • CVS
    • GUN make
• 集成开发环境
  • Tornado
  • Windows CE应用程序开发工具
  • Linux下的集成开发环境
    • Kdevelop
    • Eclipse
    • Anjuta

嵌入式软件开发

• 嵌入式平台选型

  • 硬件平台的选择
    • 处理性能
    • 技术指标
    • 功耗
    • 软件支持工具
    • 是否内置调试工具
  • 软件平台的选择
    • 操作系统
    • 编程语言
    • 集成开发环境

• 软件设计

  • 软件设计的任务
    • 准备工作计划
    • 确定软件的结构
    • 设计评审
    • 维护工作计划
    • 与硬件部门密切合作、相互协调
    • 控制工作的结果，把工作记录存档
  • 软件架构设计
    • 抽象
    • 信息隐藏
    • 强内聚和松耦合
    • 关注点分离
  • 软件设计方法
    • 基于功能分解的设计方法
    • 基于信息隐藏的设计方法
    • 基于模型驱动开发的设计方法

• 特性设计技术

  • 实时性的设计
    • 通过合理划分实时单元和分时单元，提高系统的实时性能。
    • 合理划分系统中的逝世人物，提高系统运行效率、实时性和吞吐量。
    • 在程序设计上采取措施，提高程序执行效率。
  • 可扩展性的设计
    • 采取混合编程的方式
    • 硬件驱动管理机制
    • 软件的模块化设计
  • 可定制性的设计
    • 可裁剪性
    • 可配置性

• 嵌入式软件的设计约束

  • 接口设计约束
  • 中断设计约束
  • 模块设计约束
  • 异常设计约束
  • 数据安全设计约束
  • 余量设计约束
  • 其他设计约束

• 编码

  • 编码过程
  • 编码准则
  • 编码技术
    • 编程规范
      • 命名规则
      • 编码格式
      • 注释的书写
    • 性能优化

• 下载和运行

嵌入式软件移植

• 无操作系统的软件移植
• 有操作系统的软件移植
• 应用软件的移植