第二讲 嵌入式系统开发过程

软件平台选择
• 操作系统
– 提供的开发工具 – 向硬件接口移植的难度 – 内存要求 – 是否熟悉操作系统机器提供的API – 是否提供硬件的驱动程序 – 可剪裁性 – 实时性能
软件平台选择
• 编程语言
– – – – 通用性 可移植性程度 执行效率 可维护性
• 集成开发环境
– – – – 系统调试器的功能，包括远程调试环境 支持库函数 编译器开发商是否持续升级编译器 连接程序是否支持所有的文件格式和符合格式。
硬件平台选择
2.系统的工作频率
– 系统的工作频率在很大程度上决定了ARM微处理器的 处理能力。ARM7系列微处理器的典型处理速度为 0.9MIPS/MHz，常见的ARM7芯片系统主时钟为 20MHz-133MHz，ARM9系列微处理器的典型处理速 度为1.1MIPS/MHz，常见的ARM9的系统主时钟频率为 100MHz-233MHz，ARM10最高可以达到700MHz。不 同芯片对时钟的处理不同，有的芯片只需要一个主时 钟频率，有的芯片内部时钟控制器可以分别为ARM核 和USB、UART、DSP、音频等功能部件提供不同频率 的时钟。
2.4嵌入式软件开发的特点
• 软件开发难度大
– 嵌入式应用有实时性的要求特别是在硬实时系 统中，实时性至关重要；实时性的体现一部分 来源于实时操作系统的实时性，另一部分依赖 于应用软件本身的设计和代码的质量 – 嵌入式应用软件对稳定性、可靠性、抗干扰等 性能的要求很严格和苛刻
嵌入式软件开发的特点
2.3硬件平台选择
• 处理器的选择
– 嵌入式系统的核心部件是各种类型的嵌入式处理器 – ARM是近年来在嵌入式系统有影响力的微处理器架 构，ARM的设计非常适用于小的供电系统。 – ARM微处理器有多达十几种的内核结构，几十个 芯片生产厂家，以及千变万化的内部功能配置组合， 给开发人员在选择方案时带来一定的困难，所以， 对ARM芯片做一些对比研究是十分必要的。 – ARM微处理器的应用选型

嵌入式系统开发一般包括：需求分析阶 段、详细设计阶段、实现阶段、测试阶 段等。 所有各阶段的工作都是同一系统模型的 不同描述方法，而不是各阶段结果基于 不同的模型。同一物体的不同视图。
系统研制过程
2.2 系统需求分析阶段
目的：了解项目的情况及需要解决的问题， 确定设计任务和设计目标，并形成规格说 明书，作为正式设计的指导和验收的依据。

IP（Intellectual Property）内核模块是一 种预先设计好的甚至已经过验证的具有 某种确定功能的集成电路、器件或部件。 它有几种不同形式。 软IP内核(soft IP core)：描述功能行为的， 毛坯 固IP内核(firm IP core)：描述结构的，半 成品 硬IP内核(hard IP core)：基于物理描述并 经过工艺验证的，成品
2.5、测试阶段
（1）测试的原因：包括硬件测试、软件测 试、系统测试等。 硬件测试：功能测试、指标测试，如通 信系统能否正常通信，数据传输的误码 率是否满足要求。
（2）软件测试目的 a、停机理论：不可能证明任何一个程序 是正确的，只要给予足够的测试，就能 证明一个程序是错误的。测试并不能证 明程序是正确的，而只能找到错误。 错误来源于应用程序、系统程序和开发 工具。 b、测试能减小风险。
2.2.3 检查需求分析的结果
在项目实施过程中的大多数错误都是源于 需求分析阶段，此时的错误直接会影响项 目的实施进度和成败。 检查需求分析阶段的资料的完整性（没漏） 和正确性（没错）很重要 。 用户描述系统要做什么，而不是如何做。 评审：审查需求分析资料的有效方法就是 让对项目有不同看法的人来评论资料，包 括用户、客户、技术人员以及其他人等。 看法不同、角度不同。

嵌入式系统的开发流程介绍嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，使用在各种电子设备和控制系统中。

它们通常是实时的、可靠的，并且经常在资源受限的环境中运行。

开发嵌入式系统需要经过一系列的步骤和流程。

本文将详细介绍嵌入式系统的开发流程。

第一阶段：需求分析在嵌入式系统的开发流程中，第一步是进行需求分析。

在这个阶段，开发团队与客户合作，收集对嵌入式系统的需求和期望。

需求分析的目标是明确系统的功能和性能需求，以及其他非功能性要求，如可靠性、安全性和可维护性。

需求分析的步骤包括：1.收集需求：与客户或用户沟通，了解系统的功能、性能和其他方面的需求。

2.分析需求：对收集到的需求进行分析和整理，确保理解客户的需求。

3.协商和确认需求：与客户讨论需求，解决可能的问题和冲突，并确保需求的准确性和完整性。

第二阶段：系统设计在需求分析阶段完成后，下一步是进行系统设计。

系统设计是指定义系统的软件和硬件架构，并确定系统的组件和模块之间的接口和交互。

系统设计的步骤包括：1.架构设计：定义系统的软件和硬件组件的结构和关系，确定系统的整体框架。

2.模块设计：将系统划分为多个模块，定义每个模块的功能和接口。

3.数据结构和算法设计：设计系统中使用的数据结构和算法，以满足系统的功能和性能需求。

4.接口设计：定义模块之间的接口和通信方式，确保模块可以正常协同工作。

5.数据库设计：如果系统使用数据库，设计数据库模式和表结构。

第三阶段：软件开发在系统设计阶段完成后，开始进行软件开发。

在嵌入式系统中，软件开发通常占据了大部分时间和工作量。

软件开发的步骤包括：1.编写代码：根据系统设计阶段定义的模块和接口规范，编写系统的各个模块的代码。

2.单元测试：对每个模块进行单元测试，确保模块的功能和接口的正确性。

3.集成测试：将不同的模块组合在一起进行综合测试，确保模块的正常协同工作。

4.系统测试：对整个系统进行全面测试，验证系统的功能和性能是否满足需求。

第四阶段：硬件开发除了软件开发，嵌入式系统的开发还涉及到硬件开发。

嵌入式系统开发流程嵌入式系统开发流程第一步：建立开发环境操作系统一般使用RedhatLinux，选择定制安装或全部安装，通过网络下载相应的GCC交叉编译器进行安装(比如，arm-linux-gcc、arm-uclibc-gcc)，或者安装产品厂家提供的相关交叉编译器;第二步：配置开发主机配置MINICOM，一般的参数为波特率115200Baud/s，数据位8位，停止位为1，9，无奇偶校验，软件硬件流控设为无。

在Windows下的超级终端的配置也是这样。

MINICOM软件的作用是作为调试嵌入式开发板的信息输出的监视器和键盘输入的工具。

配置网络主要是配置NFS网络文件系统，需要关闭防火墙，简化嵌入式网络调试环境设置过程。

第三步：建立引导装载程序BOOTLOADER从网络上下载一些公开源代码的BOOTLOADER，如U.BOOT、BLOB、VIVI、LILO、ARM-BOOT、RED-BOOT等，根据具体芯片进行移植修改。

有些芯片没有内置引导装载程序，比如，三星的ARV17、ARM9系列芯片，这样就需要编写开发板上FLASH的烧写程序，可以在网上下载相应的烧写程序，也有Linux下的公开源代码的J-FLASH程序。

如果不能烧写自己的开发板，就需要根据自己的具体电路进行源代码修改。

这是让系统可以正常运行的第一步。

如果用户购买了厂家的仿真器比较容易烧写FLASH，虽然无法了解其中的核心技术，但对于需要迅速开发自己的应用的人来说可以极大提高开发速度。

第四步：下载已经移植好的Linux操作系统如MCLiunx、ARM-Linux、PPC-Linux等，如果有专门针对所使用的CPU移植好的Linux操作系统那是再好不过，下载后再添加特定硬件的驱动程序，然后进行调试修改，对于带MMU的CPU可以使用模块方式调试驱动，而对于MCLiunx这样的系统只能编译内核进行调试。

第五步：建立根文件系统下载使用BUSYBOX软件进行功能裁减，产生一个最基本的根文件系统，再根据自己的应用需要添加其他的程序。