嵌入式系(xi)統的開發過(guo)程(cheng)
時間(jian)：2020-05-06 來源：原(yuan)創
通常，在任何類型的工作中，在實現旨在通過該工作實現的目的和目標的過程中，都需要完成幾個任務。在處理“需要完成什么類型的任務”時，以邏輯方式定義和計劃了許多輸入和輸出以及這些任務的完整內容，這統稱為“過程”。為了完成軟件作為產品的擴展，需要像在其他任何產品中一樣，通過層來完成幾種類型的任務。在以邏輯方式進行計劃時，估計在軟件開發過程中進行必要的活動將共同成為所謂的嵌入式系統開發過程。
嵌入式系統(tong)的開發(fa)過(guo)程
嵌入式系統的開發過程主要包括硬件設計過程和軟件設計過程。與典型平臺上的軟件設計過程不同，嵌入式系統設計意味著硬件和軟件的設計都相似。盡管情況并非一直如此，但對于許多設計而言，這是事實。這種并行設計過程的更深層次含義深刻地影響了嵌入式系統的設計方式。
什么是嵌入式系(xi)統？
嵌入式系統(tong)可以定(ding)(ding)義為(wei)包括(kuo)處理器，相關(guan)外圍設(she)備(bei)和用于特定(ding)(ding)目的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)軟(ruan)件的(de)(de)(de)系統(tong)。它(ta)執行定(ding)(ding)義明(ming)確的(de)(de)(de)任務，嵌入式系統(tong)的(de)(de)(de)類別包括(kuo)以下內(nei)容。
嵌入式系統
獨立的(de)嵌入式系統
實時嵌入式系統
聯網(wang)設備
移動設(she)備
嵌入(ru)式系統(tong)的要素
處理器
微處理器
微控制器
數字信(xin)號處理器
相關外圍設備
協議轉換(huan)器
通訊接口(kou)
車手
軟件
嵌入式系統(tong)(tong)的程(cheng)序以(yi)(yi)任何語言編(bian)寫，以(yi)(yi)控制(zhi)整個系統(tong)(tong)的運(yun)行。
嵌入式系(xi)統設計流程(cheng)
嵌(qian)入式系統設計過程中的不(bu)同步(bu)驟(zou)包括以(yi)下內容(rong)。
嵌(qian)入式(shi)系統開發周期
確定要求
設計系統架構
選擇操作系統
選擇處(chu)理(li)器(qi)和(he)外圍設備
選擇開發平臺(tai)
編寫應用程序代碼并進行優化(hua)
驗證主機系統上的軟件
驗(yan)證(zheng)目標系統上(shang)的軟件
確定要求
功能性和(he)非(fei)功能性
多模(mo)或多功能(neng)系(xi)統(tong)
尺寸，成本，重量等
選擇(ze)硬(ying)件(jian)組件(jian)
專用硬件
外(wai)部接口
輸入輸出設備
設計系統架(jia)構
嵌入(ru)式系統的架構(gou)取決于
系統(tong)是否實時
是否需要嵌入操作系統
成本，尺(chi)寸(cun)，功耗等
選擇操作系統
如(ru)果我們選擇操作系統，
實時操作系統，例如(ru)RTLinux，VX，pSOS，QNX，VRTX等。
非真實的(de)操(cao)作(zuo)系統，例如Windows CE，嵌入式Windows XP等。
選擇(ze)處理器
以下處(chu)理器可用于嵌入(ru)式系(xi)統的(de)開發
通常，在任何類型的工作中，在實現旨在通過該工作實現的目的和目標的過程中，都需要完成幾個任務。在處理“需要完成什么類型的任務”時，以邏輯方式定義和計劃了許多輸入和輸出以及這些任務的完整內容，這統稱為“過程”。為了完成軟件作為產品的擴展，需要像在其他任何產品中一樣，通過層來完成幾種類型的任務。在以邏輯方式進行計劃時，估計在軟件開發過程中進行必要的活動將共同成為所謂的嵌入式系統開發過程。
嵌入式系統的開發過程
嵌入(ru)(ru)式系統的(de)(de)開發過(guo)程主要(yao)包括硬件設(she)(she)(she)計(ji)(ji)過(guo)程和軟(ruan)(ruan)件設(she)(she)(she)計(ji)(ji)過(guo)程。與典型平(ping)臺上(shang)的(de)(de)軟(ruan)(ruan)件設(she)(she)(she)計(ji)(ji)過(guo)程不同，嵌入(ru)(ru)式系統設(she)(she)(she)計(ji)(ji)意味著硬件和軟(ruan)(ruan)件的(de)(de)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)都相(xiang)似。盡管情況(kuang)并非一直如此，但對于許(xu)多設(she)(she)(she)計(ji)(ji)而言，這是(shi)事實。這種并行設(she)(she)(she)計(ji)(ji)過(guo)程的(de)(de)更深層次(ci)含義深刻地影(ying)響了嵌入(ru)(ru)式系統的(de)(de)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)方式。
什么是嵌入式系統？
嵌(qian)入式系(xi)統可(ke)以定(ding)(ding)義為包括(kuo)處理器，相關外圍設備和(he)用(yong)于(yu)特定(ding)(ding)目的(de)的(de)軟件的(de)系(xi)統。它執行定(ding)(ding)義明確(que)的(de)任務，嵌(qian)入式系(xi)統的(de)類別包括(kuo)以下內容。
嵌入式系統
獨立的(de)嵌入式系(xi)統
實時嵌(qian)入式(shi)系統
聯網設備(bei)
移(yi)動設備
嵌入(ru)式系統的要(yao)素
處(chu)理器
微處理器
微控制器(qi)
數字(zi)信號處理器
相關外圍設備
協議轉換(huan)器
通(tong)訊接口
車手
軟(ruan)件
嵌(qian)入式系統(tong)的程序以任何語言編寫(xie)，以控制整個系統(tong)的運行。
嵌入式(shi)系統設(she)計流程(cheng)
嵌入式系統設計(ji)過程中的(de)不同步驟包括(kuo)以下內(nei)容(rong)。
嵌入式系統開(kai)發(fa)周期
確(que)定要(yao)求
設計系統架構
選擇操作系統
選擇處(chu)理(li)器和外圍(wei)設備
選擇(ze)開發平(ping)臺
編(bian)寫應用程序代碼并進(jin)行優化
驗(yan)證主機系(xi)統上的軟件(jian)
驗(yan)證(zheng)目標(biao)系統上的軟件
確定(ding)要求(qiu)
功能性和(he)非(fei)功能性
多模或多功能系統(tong)
尺寸(cun)，成(cheng)本，重量(liang)等
選擇(ze)硬件組件
專用硬(ying)件
外部(bu)接(jie)口
輸入輸出設備
設計系(xi)統架構(gou)
嵌入式系統的架(jia)構取(qu)決于
系統(tong)是(shi)否實時
是否需要嵌入操作系統
成本(ben)，尺(chi)寸，功耗等
選擇操作系(xi)統(tong)
如果我們選擇操作系統，
實時操作系統，例如RTLinux，VX，pSOS，QNX，VRTX等。
非真實(shi)的操作系統，例(li)如Windows CE，嵌入式Windows XP等。
選(xuan)擇(ze)處理器
以下處理器(qi)可用于嵌入式(shi)系統的開發(fa)
微處理器-8085、8086，奔騰
微控制(zhi)器-PIC，MCS-51，MSP-430，AVR
數字信號處理器-dsPIC，Sharp，Blackfin，Tigersharc
選(xuan)擇(ze)開發平臺
選擇開發平臺
嵌入式系統的開發平(ping)臺包括以下內容
硬件平臺
編程語言
作業系統
開發工具
編寫應用程序代碼并優化
嵌入(ru)式系(xi)統(tong)的編碼可(ke)以通過使(shi)用以下編程語言來(lai)完成。
匯(hui)編語言
C語言
面向對象的語言，例(li)如C ++，Java等。
優(you)化代(dai)碼
驗證主機系統上的軟(ruan)件
將源代碼編譯并(bing)匯編到目標(biao)文件中
使用模擬器來模擬系統(tong)的工作情(qing)況
驗證目標系統上(shang)的軟(ruan)件(jian)
使用編程器設備下載程序(xu)
使用仿真器或片上調試工具來驗證軟件
將(jiang)程(cheng)序安裝在芯(xin)片中
要(yao)將(jiang)開發的代碼安裝到微控制器(qi)中，需要(yao)以下(xia)兩項(xiang)
編程器硬件
嵌(qian)入式系(xi)統的硬件可以與(yu)微(wei)控(kong)制器和PC通(tong)信(xin)(xin)(xin)。這(zhe)使它能夠獲得個人(ren)計算機所說(shuo)的內容并將其寫入微(wei)控(kong)制器芯片。在(zai)此，USB接(jie)口(kou)用(yong)于與(yu)PC進行(xing)通(tong)信(xin)(xin)(xin)，而ISP接(jie)口(kou)用(yong)于與(yu)MCU進行(xing)通(tong)信(xin)(xin)(xin)。
程序員軟(ruan)件
嵌(qian)入式系統的編(bian)程器(qi)軟(ruan)件(jian)在(zai)運(yun)行(xing)IDE工(gong)具的PC上運(yun)行(xing)。該工(gong)具的主要(yao)功能是從“ C”編(bian)譯器(qi)生成(cheng)的十六進制(zhi)文件(jian)中讀(du)取(qu)數據，并將其傳輸到USB端(duan)口上的專用硬件(jian)。
開發委(wei)員(yuan)會
最(zui)后也是(shi)最(zui)重(zhong)要的部分是(shi)開(kai)發(fa)板。在(zai)整個(ge)學習階段(duan)中，該板均可輕松使用(yong)微控(kong)制(zhi)器(qi)。一個(ge)簡(jian)單的硬件開(kai)發(fa)板具有(you)一些重(zhong)要的功能(neng)。
電(dian)源電(dian)路
電(dian)源(yuan)電(dian)路有助于與(yu)直流電(dian)動機的(de)簡單連接。它有助于連接直流適(shi)配器。它可以將適(shi)配器的(de)12V電(dian)壓(ya)更改為(wei)5V電(dian)壓(ya)，以實現(xian)微控制器的(de)操(cao)(cao)作。這也使(shi)(shi)這些5V電(dian)壓(ya)可通過公頭連接器訪問，從而使(shi)(shi)操(cao)(cao)作員(yuan)能夠獲得5v的(de)操(cao)(cao)作電(dian)壓(ya)。例如(ru)，要(yao)為(wei)模塊供(gong)電(dian)，您需要(yao)與(yu)微控制器接口(kou)。為(wei)了使(shi)(shi)操(cao)(cao)作更舒適(shi)，此設備還包括一個電(dian)源(yuan)開關，用于打開/關閉整個板卡(ka)以及一個用于指定板卡(ka)電(dian)源(yuan)狀態(tai)的(de)LED。
晶體振蕩器
晶(jing)體(ti)振蕩(dang)器是(shi)微控(kong)制器單(dan)元的(de)(de)心臟。為了精確地確定應(ying)用的(de)(de)時序，您需要一個晶(jing)體(ti)振蕩(dang)器。它提供(gong)與溫度和(he)電壓無(wu)關的(de)(de)CLK源。
ISP標(biao)頭
ISP標頭用于更(geng)新(xin)MCU的程(cheng)序，而無需(xu)從板上進行更(geng)改。在這里，編(bian)程(cheng)器使用電纜鏈接。
I / O端口(kou)
I / O端口用(yong)于(yu)將微控制器板連(lian)接到外部環境，所有外圍設備都(dou)使(shi)用(yong)這些(xie)端口進(jin)(jin)行(xing)連(lian)接。它們存在于(yu)公頭中，因(yin)此用(yong)戶可以非常簡(jian)單地對其進(jin)(jin)行(xing)構造。
嵌入式系統的應用
嵌(qian)入式系統(tong)(tong)的(de)應(ying)用領域包括消費(fei)電子(zi)，辦公自(zi)動化，工業(ye)自(zi)動化，生(sheng)物醫學(xue)系統(tong)(tong)，現(xian)場儀表，電信，無線技術，計算機網絡，安全和金融。
