嵌入式系统概述题稿.ppt

嵌入式应用软件开发 嵌入式系统开发流程 系统定义与需求分析 系统设计方案的初步确立 初步设计方案性价比评估与方案评审论证 完善初步方案、初步方案实施 软硬件集成测试 系统功能性能测试及可靠性测试 嵌入式应用软件开发的基本流程 嵌入式软件开发环境 1）交叉开发环境 交叉开发软件一般为一个整合编辑、编译汇编链接、调试、工程管理及函数库等功能模块的集成开发环境IDE（Intergrated Development Environment）。 交叉开发环境由运行于宿主机上的交叉开发软件、宿主机到目标机的调试通道组成。 嵌入式软件开发环境 嵌入式交叉开发环境的宿主机到目标机的调试通道一般有以下三种： 在线调试（On-Chip Debugging，OCD） * 基于JTAG的ICD（In-Circuit Debugger） 通过ARM芯片的JTAG边界扫描口进行调试 在线仿真器ICE（In-Circuit Emulator） 使用仿真头完全取代目标板上的CPU ROM监控器（ROM monitor） 嵌入式软件开发环境 2）软件模拟环境 软件模拟环境也称为指令集模拟器IIS(Instruction Set Simulator) 软件模拟不可能完全代替真正的硬件环境，这种模拟调试只能作为一种初步调试，主要是用作用户程序的模拟运行，用来检查语法、程序的结构等简单错误，用户最终还必须在真实的硬件环境中实际运行调试，完成整个应用的开发。 嵌入式软件开发环境 3)评估电路板 一般用来作为开发者使用的学习板、实验板，可以作为应用目标板出来之前的软件测试、硬件调试的电路板 嵌入式软件开发的可移植性和可重用性 在确保软件的正确性、实时性的前提下，必须关注软件的可移植性和可重用性。 嵌入式软件与通用软件的不同在于嵌入式应用软件高度依赖于目标应用的软硬件环境，软件的部分任务功能函数由和处理器密切相关的汇编语言完成，可移植性差。 一个运行良好的嵌入式软件或其中的部分子程序可能在今后的开发中被应用于类似的应用领域。原有的代码已被反复应用和维护，具有更好的稳定性。在原有的代码上进行移植将会减少开发的周期、提高开发效率、节约开发成本 嵌入式软件开发的可移植性和可重用性 采用下面的方法可以提高应用软件的可移植性和可重用性。 多用高级语言少用或者不用汇编语言 将不可移植部分局域化 提高代码的可重用性 软件开发工具 IAR PROTEUS 1．嵌入式系统的发展历史 从单片机的出现到今天各种嵌入式微处理器、微控制器的广泛应用，嵌入式系统的应用可以追溯到20世纪60年代中期，例如阿波罗飞船的导航控制系统AGC（Apollo Guidance Computer）。嵌入式系统的发展历程，大致经历了以下4个阶段。 （1）无操作系统阶段 单片机是最早应用的嵌入式系统，单片机作为各类工业控制和飞机、导弹等武器装备中的微控制器，用来执行一些单线程的程序，完成监测、伺服和设备指示等多种功能，一般没有操作系统的支持，程序设计采用汇编语言。由单片机构成的这种嵌入式系统使用简便、价格低廉，在工业控制领域中得到了非常广泛的应用。 （2）简单操作系统阶段 20世纪80年代，出现了大量具有高可靠性、低功耗的嵌入式CPU（如Power PC等），芯片上集成有微处理器、I/O接口、串行接口及RAM、ROM等部件，面向I/O设计的微控制器在嵌入式系统设计应用。一些简单的嵌入式操作系统开始出现并得到迅速发展，程序设计人员也开始基于一些简单的“操作系统”开发嵌入式应用软件。此时的嵌入式操作系统虽然还比较简单，但已经初步具有了一定的兼容性和扩展性，内核精巧且效率高，大大缩短了开发周期，提高了开发效率。 （3）实时操作系统阶段 20世纪90年代，面对分布控制、柔性制造、数字化通信和信息家电等巨大市场的需求，嵌入式系统飞速发展。随着硬件实时性要求的提高，嵌入式系统的软件规模也不断扩大，实时多任务操作系统（Real-time Operation System，RTOS）逐渐形成。 系统能够运行在各种不同类型的微处理器上，具备了文件和目录管理、设备管理、多任务、网络、图形用户界面Graphic User Interface，GUI）等功能，并提供了大量的应用程序接口Application Programming Interface，API），从而使应用软件的开发变得更加简单。 （4）面向Internet阶段 进入21世纪，Internet技术与信息家电、工业控制技术等的结合日益紧密，嵌入式技术与Internet技术的结合正在推动着嵌入式系统的飞速发展。 嵌入式SoC 20世纪90年代后，嵌