《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計過程》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計過程（50頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,1.3 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計過程,本節(jié)，主要介紹嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的一般過程和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的主要步驟。,,我們將采用自頂向下的方法，從對系統(tǒng)最抽象的描述開始，一步一步地推進到細節(jié)內(nèi)容。,,,如圖1-3所示，,,首先從系統(tǒng)需求開始。,,,然后是規(guī)格說明，在這一步對想要的進行更加細致地描述，但是規(guī)格說明只對系統(tǒng)如何工作(工作過程)進行了描述，這些描述并不涉及它的組成。,,,系統(tǒng)內(nèi)部的詳細構(gòu)造要在開發(fā)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)時才能展現(xiàn)出來，這一階段以大的構(gòu)件為單位給出了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。,,,一旦知道了需要的構(gòu)件，就可以設(shè)

2、計這些構(gòu)件，包括軟件模塊和任何所需要的專用硬件模塊。在這些構(gòu)件的基礎(chǔ)上，可以構(gòu)造出所需要的完整的系統(tǒng)。,,,,,,如圖1-3所示,，首先從系統(tǒng)需求開始。然后是規(guī)格說明，在這一步對想要的進行更加細致地描述，但是規(guī)格說明只對系統(tǒng)如何工作進行了描述，這些描述并不涉及它的組成。,,系統(tǒng)內(nèi)部的詳細構(gòu)造要在開發(fā)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)時才能展現(xiàn)出來，這一階段以大的構(gòu)件為單位給出了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。,,一旦知道了需要的構(gòu)件，就可以設(shè)計這些構(gòu)件，包括軟件模塊和任何所需要的專用硬件模塊。在這些構(gòu)件的基礎(chǔ)上，可以構(gòu)造出所需要的完整的系統(tǒng)。,,1．系統(tǒng)需求分析,,確定設(shè)計任務(wù)和設(shè)計目標，并提煉出設(shè)計規(guī)格說明書，作為正式設(shè)計指導和驗

3、收的標準。系統(tǒng)的需求一般分功能性需求和非功能性需求兩方面。功能性需求是系統(tǒng)的基本功能，,,如輸入輸出信號，操作方式等；非功能性需求包括系統(tǒng)性能，成本，功耗，體積，重量,,等因素。,,2．體系結(jié)構(gòu)設(shè)計,,描述系統(tǒng)如何實現(xiàn)所述的功能和非功能需求,包括對硬件，軟件和執(zhí)行裝置的功能劃分.,,以及系統(tǒng)的軟件，硬件選型等。一個好的體系結(jié)構(gòu)是設(shè)計成功與否的關(guān)鍵。,,3．硬件/軟件設(shè)計,,基于體系結(jié)構(gòu)，對系統(tǒng)的軟件，硬件進行詳細設(shè)計。為了縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，設(shè)計往往,,并行的。應(yīng)該說嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的工作大部分都集中在軟件設(shè)計上，采用采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，軟件組件技術(shù)，模塊化設(shè)計是現(xiàn)代軟件工程經(jīng)常采用的方法。,,4．

4、系統(tǒng)集成,,把系統(tǒng)的軟件，硬件和執(zhí)行裝置集成在一起，進行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)并改進單元設(shè)計過程中的錯誤,。,,5．系統(tǒng)測試,,對設(shè)計好的系統(tǒng)進行測試，看其是否滿足規(guī)格說明書中給定的功能要求。,,針對系統(tǒng)的不同的復雜程度，目前有一些常用的系統(tǒng)設(shè)計方法，如瀑布設(shè)計方法，自頂向下設(shè)計的方法，自下向上的設(shè)計方法，螺旋設(shè)計方法，逐步細化設(shè)計方法和并行設(shè)計方法等，根據(jù)設(shè)計對象復雜程度的不同，可以靈活的選擇不同的系統(tǒng)設(shè)計方法。,,1.3.1 需求分析,,顯然，在設(shè)計一個系統(tǒng)之前，必須清楚在設(shè)計什么。在設(shè)計的最初階段，截取這些信息，以此來設(shè)計系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和構(gòu)件。這一階段的任務(wù)通常通過兩種過程來實現(xiàn)：,,首先，從客戶那

5、里收集系統(tǒng)的非形式描述（這叫做需求）；,,然后，對需求進行提煉，得到系統(tǒng)的規(guī)格說明，這些規(guī)格說明里包含了進行系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計所需要的足夠信息。,,1,.,需求與規(guī)格說明,區(qū)分需求,和,規(guī)格說明,是必要的，因為在客戶關(guān)于所需系統(tǒng)的描述和體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計師所需的信息之間存在極大的距離。,,嵌入式系統(tǒng)的客戶通常不是嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計人員，甚至也不是最終產(chǎn)品的設(shè)計人員，他們對嵌入式系統(tǒng)的理解是建立在他們想象的與系統(tǒng)之間的交互的基礎(chǔ)上的，對系統(tǒng)可能有一些不切實際的期望，或者是使用他們自己的話而不是專業(yè)術(shù)語來表達其需求。,,將客戶的描述轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)設(shè)計者的描述的結(jié)構(gòu)化方法就是從客戶的需求中獲取一組一致性的需求

6、，然后從中整理成正式的規(guī)格說明。,,,通常，需求包括功能部分和非功能部分。當然，我們必須從中獲取系統(tǒng)的基本功能，但是，只有功能的描述是不夠的。非功能需求包括：,,,(1) 性能,,系統(tǒng)的處理速度通常是該系統(tǒng)的實用性和最終成本的主要決定因素。正如我們已經(jīng)注意到的，性能是軟件性能度量(如執(zhí)行一個用戶級函數(shù)的大致時間和必須完成的一個特定操作的硬時限)的組合。,,(2) 價格,,產(chǎn)品最終的成本或者銷售價格也是一個主要的考慮因素。產(chǎn)品的成本包含兩個主要部分：生產(chǎn)成本，包括購買構(gòu)件以及組裝它們的花費；不可再生的工程成本(NRE)， 包括人力成本以及設(shè)計系統(tǒng)的其他花費。,,(3) 系統(tǒng)的尺寸和重量,,最終產(chǎn)

7、品的物理特性會因為使用的領(lǐng)域不同而大不相同。一臺控制裝配線的工業(yè)控制系統(tǒng)通常裝配在一個標準尺寸的柜子里，它對重量沒有什么約束，但是手持設(shè)備對系統(tǒng)的尺寸和重量就有很嚴格的限制。,,(4) 功耗,,對于那些靠電池來供電的系統(tǒng)以及其他一些電器來說，電源是十分重要的，電源問題在需求階段以電池壽命的方式提出。因為顧客通常不能夠以瓦為單位描述允許的功率,。,,2. 確認需求,確認這一系列的需求不僅需要理解什么是用戶需要的，而且需要理解他們是如何表達這些需求的。,,精煉系統(tǒng)需求的好方法，至少是精煉用戶界面部分的方法是建立一個模型。這個模型可以使用已存數(shù)據(jù)來模擬功能，并且可以在個人電腦或工作站上運行。,,它應(yīng)

8、該讓用戶了解系統(tǒng)是如何使用的，以及用戶如何和它進行交互。,,通常，設(shè)備的非功能模型可以讓用戶了解系統(tǒng)的特性，比如系統(tǒng)的尺寸和重量。,,3. 簡單的需求表格,對一個大系統(tǒng)進行需求分析是一項復雜而費時的工作，但是，取得相對少量的格式清晰、簡單的信息是理解系統(tǒng)需求的一個好的開始。,,,表1-2,展示了一個需求表格的樣本，這個表格在某項工程的開始時填寫。在考慮系統(tǒng)基本特征時可以將這個表格作為檢查表。,,表格內(nèi)容包括：,,(1) 名稱,,這一項十分簡單，但卻十分有用。給該項工程取一個名字不僅在和別人討論這個工程時更加方便，也可以使設(shè)計的目的更加明確。,,(2) 目的,,這一項可以是簡單的一到兩行的關(guān)于系

9、統(tǒng)將要滿足的需求的描述，如果你不能用一兩句話來描述你所設(shè)計的系統(tǒng)的主要特性的話，說明你還不是十分了解它。,,(3) 輸入和輸出,,這兩項內(nèi)容比較復雜，對系統(tǒng)的輸入和輸出包含了大量細節(jié)：,,① 數(shù)據(jù)類型：模擬電信號？數(shù)字數(shù)據(jù)？機械輸入？,,② 數(shù)據(jù)特性：周期性到達的數(shù)據(jù)，比如數(shù)字音頻信號?或者是用戶的輸入?每個數(shù)據(jù)元素多少位?,,③ 輸入／輸出設(shè)備的類型：按鍵?模／數(shù)轉(zhuǎn)換器?視頻顯示器？,,(4) 功能,,,這一項是關(guān)于系統(tǒng)所做的工作的更加詳細的描述。從輸入到輸出進行分析是提出功能的一種好方法：當系統(tǒng)接收到輸入時，它執(zhí)行哪些動作?用戶通過界面輸入的數(shù)據(jù)如何對該功能產(chǎn)生影響?不同功能之間是如何相互

10、作用的？,,,(5) 性能,,許多嵌入式系統(tǒng)都要花費一定的時間來控制物理設(shè)備，或是處理從外界輸入的數(shù)據(jù)。,,在大部分情況下，這些計算必須在一定的時間內(nèi)處理完，對性能的要求必須盡早地明確，因為這些要求在執(zhí)行過程中得認真加以考慮，以便隨時檢查我們的系統(tǒng)是否達到了這些要求。,,(6) 生產(chǎn)成本,,,這中間主要包含了硬件構(gòu)件的花費。如果你不能確定將要花費在硬件構(gòu)件上的費用的確切數(shù)目，那么你起碼得對最終產(chǎn)品的價格有一個粗略的了解。,,因為價格最終影響了系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)：一臺將要以10美元出售的設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和一臺打算以100美元出售的機器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)肯定是不同的。,,(7) 功耗,,對系統(tǒng)的功耗你可能只有一

11、個粗略的了解。但是，沒有關(guān)于這方面的信息是不行的。通常，決定系統(tǒng)是靠電池供電還是通過墻上的插座供電是系統(tǒng)設(shè)計過程中的一個重大決定?？侩姵毓╇姷南到y(tǒng)必須認真地對功耗問題進行考慮。,,(8) 物理尺寸和重量,,對系統(tǒng)的物理尺寸和重量有一定的了解有助于對系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計。一臺臺式機在對構(gòu)件的選擇上比那些佩帶式錄音機要寬松得多。,,,對一個大系統(tǒng)進行更加深入的需求分析可以使用與表1-2類似的表格作為更長的需求文檔的總結(jié)。,,在介紹完關(guān)于這個表格的章節(jié)之后，更長的需求文檔包括上面提到的每一項的細節(jié)。,,例如，前面用一句話描述的每個單個的特征可能在規(guī)格說明中被詳細描述為一節(jié)。,,4. 需求的內(nèi)部一致性,

12、,在寫完需求分析以后，你應(yīng)該對它們的內(nèi)部一致性進行檢查：,,是否忘記了給某個功能指定輸入或輸出?,,是否考慮了系統(tǒng)運行的所有方式? 是否把一些不切實際的要求放到了一個電池供電、低成本的機器中了?,,為了練習如何獲得系統(tǒng)需求，示例1.1創(chuàng)建了GPS移動地圖系統(tǒng)的需求。,,示例1.1 GPS移動地圖的需求分析，移動地圖是一種手持設(shè)備，該設(shè)備為用戶顯示他當前所處位置周圍的地形的一張地圖；地圖的內(nèi)容隨著用戶以及該設(shè)備所處的位置的改變而改變。,,移動地圖從GPS上得到其位置信息，GPS是一個衛(wèi)星導航系統(tǒng)。,,移動地圖的顯示,如圖1-4所示,。,,,針對GPS移動地圖我們有什么需求?下面是一些最初的清單

13、：,,,功能性 本系統(tǒng)主要針對高速公路上開車的用戶或類似用戶，而不是需要使用更專用的數(shù)據(jù)庫和功能的航?；蚝娇杖藛T。系統(tǒng)應(yīng)展示可在標準地形圖數(shù)據(jù)庫中得到的主要道路和其他陸地標志。,,用戶界面 屏幕至少應(yīng)該有,400×600,像素分辨率。該設(shè)備的控制按鈕不應(yīng)多于三個。按下按鈕時菜單系統(tǒng)應(yīng)在屏幕上彈出，允許用戶系統(tǒng)控制做出選擇。,,性能 地圖應(yīng)該平滑滾動。加電后，顯示在,1,秒鐘內(nèi)出現(xiàn)，系統(tǒng)應(yīng)可以核查其位置并在,15,秒內(nèi)顯示當前地圖。,,,(4),成本 單個設(shè)備售價(零售價)不高于500美元。,,(5),設(shè)備物理尺寸和重量應(yīng)非常適于放在手掌中。,,(6),功耗 四節(jié)AA電池至少可以連續(xù)運

14、行8小時。,,注意,：上述許多需求并不是按工程單位規(guī)定的，例如，物理尺寸是相對于手而不是用厘米標出的。雖然這些需求必須最終轉(zhuǎn)換成可以被設(shè)計者使用的某種東西，但是保持某種顧客想要的記錄將有助于解決設(shè)計期間后期出現(xiàn)的有關(guān)規(guī)格說明的問題。,,基于上述討論，讓我們?yōu)橐苿拥貓D系統(tǒng)編寫一份需求表格，如表1-3：,名稱,CPS移動地圖,目的,為駕駛者提供的用戶級移動地圖,輸入,一個電源按鈕，兩個控制按鈕,輸出,逆光LCD，顯示400×600像素分辨率,功能,使用5種接收器的GPS系統(tǒng)；三種用戶可選的分辨率總是顯示當前的經(jīng)緯度,性能,0.25s內(nèi)即可更新一次屏幕,生產(chǎn)成本,100美元,功耗,100mW,物理尺

15、寸和重量,不大于2×16m2,12盎司（約340g）,,,表1-3,加上了設(shè)計人員所要使用的某些用工程術(shù)語表述的需求。,,例如,它提供了設(shè)備的實際尺寸。,,生產(chǎn)成本與銷售價格有關(guān)，通過使用簡單的經(jīng)驗法則可以得到：銷售價4~5倍于所售商品的成本(所有構(gòu)件的成本之和)。,,1.3.2,規(guī)格說明,,,規(guī)格說明更精確一些，它起到客戶和生產(chǎn)者之間的合同的作用。,,正因為如此，規(guī)格說明必須小心編寫，以便精確地反映客戶的需求并且作為設(shè)計時必須明確遵循的要求。,,,,規(guī)格說明應(yīng)該足夠明晰，以便別人可以驗證它是否符合系統(tǒng)需求并且完全滿足客戶的期望。它亦不能有歧義，設(shè)計者應(yīng)知道什么是他們需要構(gòu)造的。,,設(shè)計者可能

16、碰到各種不同類型的由于不明確的規(guī)格說明而導致的問題。,,如果在某個特定的狀況下的,某些特性,的行為在規(guī)格說明中不明確，那么設(shè)計者可能實現(xiàn)錯誤的功能。,,如果規(guī)格說明的,全局特征,是錯的或者是不完整的，那么由該規(guī)格說明建造的整個系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)可能就不符合實現(xiàn)的要求。,,GPS,系統(tǒng)的規(guī)格說明包括下列構(gòu)件：,從GPS衛(wèi)星接收到的數(shù)據(jù)。,,地圖數(shù)據(jù)。,,用戶界面。,,必須執(zhí)行的滿足客戶需求的操作。,,保持系統(tǒng)運行所需的后備動作，如操縱GPS接收機。,,,體系結(jié)構(gòu)設(shè)計,,規(guī)格說明不講系統(tǒng)如何做，而只是講系統(tǒng)做什么。,,描述系統(tǒng)如何實現(xiàn)那些功能是體系結(jié)構(gòu)的目的。,,體系結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的一個計劃，而后用

17、于設(shè)計搭建整個體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)件。,,體系結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建是許多設(shè)計者認為的設(shè)計的第一階段。,,為了理解體系結(jié)構(gòu)描述是什么，讓我們來看一下示例1.1的移動地圖樣例的體系結(jié)構(gòu)。,,圖1-5,以框圖形式展示了樣例系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),這些框圖展示了它的主要操作和其間的數(shù)據(jù)流.,,框圖仍很抽象，還沒有規(guī)定運行在CPU上的軟件執(zhí)行什么操作，專用硬件完成什么等等.不過,為描述如何實現(xiàn)在規(guī)格說明中規(guī)定的功能框圖還要做許多事情。,,例如，可以清楚地看到需要搜索地形圖數(shù)據(jù)庫、繪制顯示的結(jié)果。我們已經(jīng)選擇分離那些功能以便可能并行地完成這些工作，比如從搜索數(shù)據(jù)庫分離出繪制功能可以有助于更平滑地更新屏幕。,,,只有在設(shè)計了一個并未偏

18、向于太多實現(xiàn)細節(jié)的初始體系結(jié)構(gòu)之后，才可能把系統(tǒng)框圖細分成,兩部分框圖,：一部分針對硬件，另一部分針對軟件。這兩部分細化過的框圖,如圖1-6所示。,,硬件框圖清楚地展示了有一個CPU，周圍有存儲器和I/O設(shè)備。尤其是，我們已選擇使用兩種存儲器：一種是針對像素顯示的幀緩沖器，另一種是CPU使用的通用程序／數(shù)據(jù)存儲器。,,軟件框圖基本上與系統(tǒng)框圖一致，但是增加了一個計時器，控制何時讀取用戶界面上的按鈕，并在屏幕上繪制數(shù)據(jù)。為了得到一個真正完整的體系結(jié)構(gòu)描述，我們需要更多細節(jié)，比如軟件框圖中的單元在硬件框圖的什么地方執(zhí)行，何時操作準時執(zhí)行等。,,體系結(jié)構(gòu)描述必須同時滿足功能上和非功能上的需求。不僅所

19、需求的功能要體現(xiàn)，而且必須符合成本、速度、功率和其他非功能上的約束。,,先從系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)開始，逐步把這一結(jié)構(gòu)細化為硬件和軟件體系結(jié)構(gòu)是確保系統(tǒng)符合所有規(guī)格說明的一種好方法．,,首先集中考慮系統(tǒng)框圖中的功能元素。,,然后在建造硬件和軟件體系結(jié)構(gòu)時考慮非功能約束。,,,如何知道硬件和軟件體系結(jié)構(gòu)實際上符合速度、成本等方面的限制呢?,,必須有某種方式估算框圖中的構(gòu)件，如移動地圖系統(tǒng)中的搜索和繪制功能的特性。,,精確估算源于經(jīng)驗，既有一般的設(shè)計經(jīng)驗也有類似系統(tǒng)的特定經(jīng)驗。,,不過，有時建造一個簡化的模型有助于做出更精確的估算。在體系結(jié)構(gòu)建造階段所有非功能約束的合理估算是至關(guān)重要的，因為基于有問題的數(shù)據(jù)

20、的決策在設(shè)計的最后階段會顯現(xiàn)出來，表明我們的設(shè)計實際上不符合規(guī)格說明。,,1.3.4 設(shè)計硬件構(gòu)件和軟件構(gòu)件,體系結(jié)構(gòu)描述告訴我們需要什么樣的構(gòu)件。構(gòu)件設(shè)計使得構(gòu)件與體系結(jié)構(gòu)和規(guī)格說明一致。,,構(gòu)件通常既包括硬件——現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA) ﹑電路板等等，還包括軟件模塊。,,一些構(gòu)件是現(xiàn)成的，例如CPU在任何情況下都是一個標準構(gòu)件，同樣的還有存儲器芯片和很多其他構(gòu)件。在移動地圖中，GPS接收器雖然是預(yù)先設(shè)計的標準構(gòu)件。利用標準軟件模塊，訪問標準地形數(shù)據(jù)庫。這些數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)不僅使用預(yù)定義的格式，而且被高度地壓縮以節(jié)省存儲空間。在這些訪問函數(shù)中使用標準軟件不僅節(jié)約設(shè)計時間，也較快地實現(xiàn)像數(shù)據(jù)解

21、壓縮這樣的專用函數(shù)。,,但是，我們必須自己設(shè)計一些構(gòu)件，即使使用標準集成電路，也必須設(shè)計連接它們的印刷線路板。,,同時，很有可能要做大量定制編程。當然,建立嵌入式軟件模塊時，你必須用你的專業(yè)技能確保系統(tǒng)實時性良好并且在允許的范圍內(nèi)不占用更多的存儲空間。,,移動地圖軟件例子中的電能消耗特別重要，你可能要非常小心地讀寫存儲器以減小功耗，例如，由于存儲器訪問是主要的功耗來源，存儲器事務(wù)必須精心安排以避免多次讀取同樣的數(shù)據(jù)。,,1.3.5 系統(tǒng)集成,只有建立構(gòu)件后才能將它們合并得到一個能運轉(zhuǎn)的系統(tǒng)，當然這個階段不僅僅是把所有的東西插在一起。在系統(tǒng)集成中通常可以發(fā)現(xiàn)錯誤，而好的計劃能幫助我們快速找到這些

22、錯誤。,,按階段架構(gòu)系統(tǒng)并且正確運行選好的測試，經(jīng)常能更容易地找到這些錯誤。如果每次只對一部分模塊排錯，很可能更容易發(fā)現(xiàn)和識別簡單的錯誤。只有在早期修正這些簡單的錯誤，才能發(fā)現(xiàn)那些只有在系統(tǒng)高負荷時才能確定的、比較復雜或是含混的錯誤。,,我們必須確保在體系結(jié)構(gòu)和各構(gòu)件設(shè)計階段盡可能容易地按階段組裝系統(tǒng)和相對獨立地測試系統(tǒng)功能。,,,,因為嵌入式系統(tǒng)使用的調(diào)試工具比在桌面系統(tǒng)中可找到的工具有限得多，因此，要在系統(tǒng)集成時發(fā)現(xiàn)問題，需要詳細地觀察系統(tǒng)以準確確定錯誤。,,1.3.6 系統(tǒng)測試,對設(shè)計好的系統(tǒng)進行測試，看其是否滿足規(guī)格說明書中給定的功能要求。,,針對系統(tǒng)的復雜程度不同，目前有一些常用的系

23、統(tǒng)設(shè)計方法，如瀑布設(shè)計方法、自頂向下的設(shè)計方法、自下向上的設(shè)計方法、螺旋設(shè)計方法、逐步細化設(shè)計方法和并行設(shè)計方法等，根據(jù)設(shè)計對象復雜程度的不同，可以靈活地選擇不同的系統(tǒng)設(shè)計方法。,,1.4 本章小結(jié),,本章主要介紹了嵌入式系統(tǒng)的概念、嵌入式系統(tǒng)的特點及分類、嵌入式系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域、主流嵌入式微處理器、主流嵌入式實時操作系統(tǒng)以及嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方法，希望讀者能夠通過對本章的閱讀，對以上知識作到初步掌握，為學習以后章節(jié)知識打好基礎(chǔ)。,,,嵌入式系統(tǒng)的一般設(shè)計方法,,通常在單片機系統(tǒng)中的開發(fā)和應(yīng)用中，是按照,如圖1-7所示,的流程進行的。,,可見，在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)的過程中，因為對應(yīng)每一個處理器的硬

24、件平臺都是通用的，固定的，成熟的。所以，再開發(fā)過程中減少了硬件系統(tǒng)錯誤的引入機會；同時，因為嵌入式操作系統(tǒng)屏蔽掉了底層硬件的很多復雜信息，使得開發(fā)者通過操作系統(tǒng)提供的API函數(shù)可以完成大部分工作，大大地簡化了開發(fā)過程，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。,,綜上所述，嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)可以說是把開發(fā)者從反復進行硬件平臺設(shè)計過程中解放出來，從而可以把主要的精力放在編寫特定的應(yīng)用程序上。這個過程更類似于系統(tǒng)機（如PC機）上的某個操作系統(tǒng)下開發(fā)程序。,,練 習 題,1．嵌入式系統(tǒng)的定義。,,2．嵌入式系統(tǒng)有哪些特點?,,3．嵌入式系統(tǒng)是如何分類的?,,4．簡述嵌入式處理器、嵌入式實時操作系統(tǒng)的種類和特點。,,5．如何

25、選擇嵌入式處理器和嵌入式操作系統(tǒng)？,,6．簡述嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計過程。,,,圖 1-3 設(shè)計過程的主要抽象層次,,,需求分析,規(guī)格說明,體系結(jié)構(gòu)設(shè)計,硬件設(shè)計,系統(tǒng)集成,系統(tǒng)測試,產(chǎn)品,軟件設(shè)計,執(zhí)行裝置設(shè)計,返回,,名稱,,目的,,輸入,,輸出,,功能,,性能,,生產(chǎn)成本,,功耗,,物理尺寸和重量,,,表1-2需求表格樣本,返回,,圖 1-4 GPS移動地圖,,,緯度：4013 經(jīng)度：3219,1-78,蘇格蘭路,用戶所在位置經(jīng)緯度,用戶當前位置,返回,,基于上述討論，讓我們?yōu)橐苿拥貓D系統(tǒng)編寫一份需求表格，如表1-3：,名稱,CPS移動地圖,目的,為駕駛者提供的用戶級移動地圖,輸入,一個電源

26、按鈕，兩個控制按鈕,輸出,逆光LCD，顯示400×600像素分辨率,功能,使用5種接收器的GPS系統(tǒng)；三種用戶可選的分辨率總是顯示當前的經(jīng)緯度,性能,0.25s內(nèi)即可更新一次屏幕,生產(chǎn)成本,100美元,功耗,100mW,物理尺寸和重量,不大于2×16m2,12盎司（約340g）,返回,,GPS接受信號,數(shù)據(jù)庫,顯示器,搜索引擎,轉(zhuǎn)換器,用戶界面,圖1-5 移動地圖框圖,返回,,顯示器,Zhen,,緩沖器,ＣＰＵ,ＧＰＳ信號接收器,Ｉ/Ｏ面板,存儲器,硬件,數(shù)據(jù)庫搜索,轉(zhuǎn)換器,位置,用戶界面,時鐘,像素,軟件,返回,圖１－６移動地圖的硬件和軟件系統(tǒng),,用戶需求,開發(fā)結(jié)束,整個系統(tǒng)測試,按照設(shè)計的硬件平臺編寫軟件,軟件測試通過,選擇處理器設(shè)計硬件平臺,否,是,遇到硬件問題,修改硬件平臺,否,是,單片機系統(tǒng)的開發(fā)流程,,用戶需求,開發(fā)結(jié)束,整個系統(tǒng)測試,選擇合適的嵌入式操作系統(tǒng),在操作系統(tǒng)上開發(fā)應(yīng)用程序,應(yīng)用程序測試通過,選擇嵌入式處理器,,及硬件平臺,否,是,嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程,返回,,