嵌入式系统软件开发概述课件.ppt

第4章嵌入式系统软件开发概述;内容;4.1 嵌入式软件开发环境;4.1.1 交叉开发;4.1.1 交叉开发;4.1.1 交叉开发;4.1.2 编程语言;4.2 嵌入式软件开发流程;4.2 嵌入式软件开发流程;构建阶段大致流程;构建的第一步是编译，即源代码文件翻译目标文件。编译工作是由编译器完成的，编译器的任务是将由某种程序设计语言编写的源代码翻译成特定处理器上等效的一系列操作码，这些操作码对应的文件称为目标文件。;构建的第二步，就是将所有目标文件链接成一个目标文件，它称为可重定位程序（Re-locatable Program）。链接工作由链接器完成的，链接器的主要工作是扫描所有输入的目标文件，然后将多个目标文件的段合并，并解决它们之间的依赖关系（这一过程称为符号解析），最终生成一个可执行文件。 在许多开发工具中，将编译器和链接器的功能做在一起，可以直接将源代码文件转换成可执行文件，这一过程常称为生成（Build）。;构建阶段;构建阶段;构建阶段;构建阶段;4.2 嵌入式软件开发流程;部署阶段;部署阶段;部署阶段;部署阶段;4.2 嵌入式软件开发流程;优化 对于软件产品最低目标是能正确的运行，但是这一目标对于嵌入式软件来说是不够的，因为嵌入式系统是一个资源受限的系统，它对程序的运行的空间和时间要求比桌面系统要苛刻得多，为适应此需求，嵌入式软件在正确运行这一基本要求上，还需要使其能以性能最优的方式运行，这就是软件优化所进行的工作。 优化目标主要包括是速度性能、功耗性能、空间性能等方面，达到运行更快，更节能，占用空间更小等目的。以上目标可能存在互相抵触的地方，难以做到熊掌和鱼翅兼得，对此人们需要根据实际情况选择某种折中。在大多数情况下，人们会突出对运行速度的要求。;优化 改进应用程序的运行性能是一项非常耗时耗力的工作，但是究竟程序中是哪些函数消耗掉了大部分执行时间，这通常不是非常明显的，对此需要借助专门的工具来分析其代码。借助工具分析程序代码，精确分析性能瓶颈，据此引导和建议开发者进行改进，此过程常称为代码剖析（code profiling），对应的工具常常称为剖析器（profiler）或性能分析器（performance analyzer）。 通常，剖析器优化运行性能的原理是尽量优化软件中被频繁调用的部分。例如，假设应用程序花了50%的时间在字符串处理函数上，如果可以对这些函数进行优化，提高10%的效率，那么应用程序的总体执行时间就会改进5%。使用剖析器工具可以精确测量应用程序执行过程中时间都花费到什么地方去了，这样做的目的是了解一下在什么地方进行优化效果最佳。 有些剖析器还能根据处理器的特点提出相应的改进建议，例如，Intel的VTune能在适合的热点区域（hotspot）给出用向量运算指令代替原指令来加快处理速度的建议。;4.2 嵌入式软件开发流程;4.3 嵌入式系统调试;4.3 嵌入式系统调试;4.3 嵌入式系统调试;4.3 嵌入式系统调试;4.3.1 全系统仿真器 ;4.3.1 全系统仿真器 ;4.3.1 全系统仿真器;模拟器名称;4.3.1 全系统仿真器;4.3.2 驻留监控程序;4.3.2 驻留监控程序;4.3.3 在线仿真器(ICE);4.3.3 在线仿真器(ICE);4.3.3 在线仿真器(ICE);4.3.3 在线仿真器(ICE);4.3.3 在线仿真器(ICE);4.3.4 JTAG仿真器;4.3.4 JTAG仿真器;JTAG是通过嵌入式芯片的JTAG边界扫描口进行调试的设备，它比较便宜（比在线仿真器便宜多了），连接方便，通过现有的JTAG边界扫描口与嵌入式CPU核通信，属于完全非插入式（不使用片上资源）调试，无需目标存储器，也不占用目标系统的任何端口。此外，由于JTAG调试的目标程序是在目标机上执行，仿真更接近于目标硬件，因此，许多接口问题，如高频操作限制、AC和DC参数不匹配，电线长度的限制等被最小化了。 JTAG仿真器是目标设备与宿主机之间的桥梁，目标机与宿主机使用JTAG仿真器来连接：在JTAG与目标机一端，一般通过JTAG专用接口连接；而宿主机与JTAG仿真器一端，通常使用并口、串口或USB连接。此外，使用JTAG进行软件调试时，在PC端还需要安装相应的调试软件。 ;JTAG接口的ICE——现代ICE 目前的处理器实现过程中内置了硬件调试机制 简单来说这些处理器允许开发者通过它的一个特殊的端口（一般复用其JTAG端口）来设置CPU断点，断下后可以查看寄存器状态、控制CPU去执行指定的指令等 大大简化了实现硬件级别调试所需的投资和复杂度，同时保留了相同的功能 硬件—连接PC和JTAG口的调试适配器（也叫调试器、仿真器等） 最简单的USB接口的JTAG-ICE调试器才几十元 软件—PC端运行的相应软件