【正文】 3. 系統(tǒng)的輸出是什么？ 4. 系統(tǒng)的人機(jī)界面是什么？ 5. 系統(tǒng)的外形尺寸和重量？ 6. 系統(tǒng)連接何種外設(shè)？ 7. 系統(tǒng)是否需要運(yùn)行某些現(xiàn)成的軟件？ 8. 系統(tǒng)處理哪種類型的數(shù)據(jù)？ 9. 系統(tǒng)是否需要與別的系統(tǒng)通信？ 10. 系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間是多少？ 第 2講 嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程 11. 系統(tǒng)的安全性 ？ 12. 系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境 ？ 13. 系統(tǒng)的內(nèi)存 、 外存 ？ 14. 系統(tǒng)的可靠性 ？ 15. 系統(tǒng)的維修性 ？ 16. 系統(tǒng)的供電 ？ 17. 系統(tǒng)的故障報(bào)警特性 ？ 18. 系統(tǒng)的啟動(dòng)特性 ？ 19. 系統(tǒng)的遠(yuǎn)程診斷修復(fù)能力 ？ 20. 其它 。 （ 2） 價(jià)格 。 ?硬件設(shè)計(jì) ：電路模塊設(shè)計(jì) 、 元器件選型 、 電路板設(shè)計(jì) 、 仿真 、分析 、 實(shí)現(xiàn) 、 測(cè)試等； ?軟件設(shè)計(jì) ：需求分析 、 概要設(shè)計(jì) 、 詳細(xì)設(shè)計(jì) 、 編碼 、 測(cè)試等 。 除功能需求外 ， 注意以下非功能需求： （ 1） 性能 。 （ 4） 功耗 。 重點(diǎn)考慮處理器的速度 （ MIPS） ， 而不是型號(hào) ， 包括標(biāo)明處理器的速度和總線的速度 。 采用現(xiàn)成的硬件模塊 （ 開(kāi)發(fā)階段采用 —— 開(kāi)發(fā)板 、 評(píng)估板 ， 快 ，成本高 ） 還是自己設(shè)計(jì) （ 生產(chǎn)階段采用 ， 量大 ， 成本低 ） ？ 第 2講 嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程 2． 1． 3 需求分析結(jié)果檢查 需求分析未必準(zhǔn)確 、 全面 ， 從以下判據(jù)審查需求分析結(jié)果： ?噪聲 ：不相干的信息； ?只字不提 ：漏掉的信息； ?超前規(guī)定說(shuō)明 ：一些本應(yīng)在設(shè)計(jì)階段才能提出來(lái)的信息 ， 不是需求分析內(nèi)容； ?矛盾 ：不相容的技術(shù)指標(biāo)和約束； ?模棱兩可 ：解釋不唯一； ?超前引用 ：未明確定義就引用 ， 難于讀懂； ?一廂情愿 ：無(wú)法實(shí)現(xiàn)的需求 ， 不能被驗(yàn)證或測(cè)試 。 第 2講 嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程 映射層 模型層 功能層 將功能轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu) 建立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 驗(yàn)證性能和應(yīng)用需求 功能需求庫(kù) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)庫(kù) 第 2講 嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程 2． 2． 1． 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型建立流程 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型分為硬件和軟件兩部分 ， 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)時(shí)硬件和軟件并行開(kāi)發(fā) ， 即硬件 /軟件協(xié)同設(shè)計(jì) （ Hardware/Software Codesign） ， 通常采用自頂向下的設(shè)計(jì)過(guò)程 。 第 2講 嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程 2． 2． 1． 2 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 描述系統(tǒng)的功能如何實(shí)現(xiàn) ， 取決于以下一些因素： ?系統(tǒng)是硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)還是軟實(shí)時(shí)系統(tǒng) ？ 硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行定時(shí)分析 。 第 2講 嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程 2． 2． 1． 4 軟硬件設(shè)計(jì)次序 沒(méi)有特殊限制 ， 應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的要求 、 進(jìn)度和約束條件 。 指先設(shè)計(jì)與硬件無(wú)關(guān)的軟件 ， 或雖與硬件有關(guān) ， 但可兼容的軟件 。 ?電路板設(shè)計(jì) 。 列出硬件所用到的所有端口 ， 端口地址 ， 端口屬性 （ 只讀 、 只寫、 讀寫 ） ， 能寫入端口的所有命令和命令序列的意義 ， 狀態(tài)端口的意義 。 程序存儲(chǔ)器的地址 、 大小；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址 、 大?。慌渲脜?shù)存儲(chǔ)器的類型 （ EEPROM/NVRAM） 、 地址 、 大小 、 訪問(wèn)方式等 。 大型軟件復(fù)雜 ， 充分利用軟件設(shè)計(jì)的基本原理 （ 抽象 、 分解與模塊化 、 低耦合高內(nèi)聚 、 封裝 、 接口和實(shí)現(xiàn)分離等 ） 來(lái)構(gòu)建軟件 。 ?給出模塊之間的依賴關(guān)系 ，用相應(yīng)的圖形描述。 CPU啟動(dòng)后 ， 軟件啟動(dòng) WatchDog定時(shí)器 ， 正常運(yùn)行時(shí)軟件定期對(duì)監(jiān)視計(jì)時(shí)器復(fù)位 （ “ 喂狗 ” ） ，WatchDog始終不會(huì)數(shù)到 0。 ?系統(tǒng)定義 ：用正式設(shè)計(jì)語(yǔ)言 （ 圖 、 表 、 偽語(yǔ)言等 ） 來(lái)描述整個(gè)系統(tǒng) ，不考慮具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié) ， 來(lái)源于需求分析 。 嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)一般先選擇處理器 ， 一旦確定了處理器 ， 廠商會(huì)提供所需要的開(kāi)發(fā)工具 （ 原廠提供或第三方合作廠商提供 ） 。 ※ 內(nèi)部電路仿真器 。 主要考慮： （ 1） 處理速度 。 當(dāng)滿足功能和開(kāi)發(fā)人員熟悉程度對(duì)立的時(shí)候 ， 優(yōu)先考慮處理器的性能 。 主要指嵌入式操作系統(tǒng)的支持 。 通信類控制器可選擇 PowerPC系列 ， 消費(fèi)類可選擇三星公司 、 Motorola公司的 DragonBall（ 龍珠 ） 系列 ， 小型工業(yè)控制可選擇 Atmel公司的 AT91系列 ， DSP可選擇 TI公司 、 Motorola公司 、 ADI公司等 ， 移動(dòng)設(shè)備選擇 ARM內(nèi)核的處理器等 。 （ 2） 目標(biāo)市場(chǎng)機(jī)會(huì) 。 ◎ 是否需要 OS； ◎ 需要 OS全部還是部分功能 ， 包括處理機(jī)管理 、 存儲(chǔ)器管理等； ◎ 文件系統(tǒng) 、 人機(jī)界面等； ◎ 實(shí)時(shí)系統(tǒng)還是分時(shí)系統(tǒng)； ◎ 是否可裁剪 。 第 2講 嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程 （ 4） OS是否包括特殊的調(diào)試支持 。 主要是指 API。 如果用戶的設(shè)備沒(méi)有驅(qū)動(dòng)程序支持 ，則必須開(kāi)發(fā) ， 一般 OS會(huì)提供開(kāi)發(fā)的模板代碼 。 （ 3） 語(yǔ)言的性能 。 如果開(kāi)發(fā)的是應(yīng)用軟件 ， 可以考慮；如果開(kāi)發(fā)的是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序 ， 則是最佳選擇 。 BSP通常不會(huì)太復(fù)雜 ， 大多數(shù) OS的供應(yīng)商會(huì)提供 BSP的開(kāi)發(fā)方法和開(kāi)發(fā)模板 。 按照使用方式 ， CDE主要分為使用 Makefile和 IDE兩種類型 。 （ 3） 重定位和下載 。 如軟件調(diào)試（ 軟件仿真器 ） 和硬件調(diào)試 （ 仿真調(diào)試器 ） ； OS內(nèi)核調(diào)試和 OS應(yīng)用程序調(diào)試 ， 這些都需要目標(biāo)運(yùn)行平臺(tái)和調(diào)試器的支持 。有時(shí)兩者是矛盾的，需要權(quán)衡，根據(jù)具體應(yīng)用，確定優(yōu)先級(jí)。應(yīng)使用專為嵌入式系統(tǒng)建立的函數(shù)庫(kù)。 （ 7）將局部變量定義為寄存器變量 或自動(dòng)變量。 硬件測(cè)試 主要完成硬件電路的功能和性能指標(biāo)的測(cè)試，功能在電路設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中考慮，測(cè)試的重點(diǎn)在于性能指標(biāo)。如 OS錯(cuò)誤。 2． 4． 1． 3 開(kāi)發(fā)關(guān)鍵性任務(wù)軟件 對(duì)于關(guān)鍵性的系統(tǒng)，關(guān)鍵性的軟件模塊尤其需要重視測(cè)試工作。 （ 1）單元測(cè)試 。 ?由于實(shí)時(shí)性與同時(shí)性很難同時(shí)滿足，大多數(shù)測(cè)試集中于實(shí)時(shí)行為； ?由于大多數(shù)實(shí)時(shí)系統(tǒng)有資源約束，應(yīng)進(jìn)行更多的性能與可用性測(cè)試； ?可以使用一些實(shí)時(shí)跟蹤工具測(cè)試代碼的覆蓋率； ?對(duì)可靠性的測(cè)試級(jí)別要比一般應(yīng)用軟件嚴(yán)格得多。 第 2講 嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程 2． 4． 4． 1 功能測(cè)試 即黑盒測(cè)試 。 基于以前進(jìn)行軟件測(cè)試及測(cè)試類似程序的工作經(jīng)驗(yàn) 。 第 2講 嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程 2． 4． 4． 2 覆蓋測(cè)試 即白盒測(cè)試 /玻璃盒測(cè)試 /路徑測(cè)試，盡可能使每條代碼語(yǔ)句、判定點(diǎn)或判定路徑都至少執(zhí)行一次，從而避免功能測(cè)試的弱點(diǎn)。 ?條件覆蓋 。 —— 當(dāng)系統(tǒng)性能下降時(shí) ， 可以通過(guò)分析測(cè)試代碼找到性能下降的原因 ， 進(jìn)行改進(jìn) （ 首先想到的是通過(guò)軟件進(jìn)行改進(jìn) ） ， 而不是采用會(huì)增加成本 、 減少利潤(rùn) ， 并使產(chǎn)品缺少競(jìng)爭(zhēng)力的更快處理器 、 更多更快的 RAM/ROM來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)設(shè)計(jì) 。 應(yīng)將死代碼清除出去 ， 減少代碼映象的長(zhǎng)度 。 。 2． 4． 5． 3 處理器硬件對(duì)性能測(cè)試的支持 許多處理器硬件配備了性能監(jiān)測(cè)計(jì)數(shù)器 。 第 2講 嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程 2． 4． 5． 1 如何測(cè)試性能 在性能測(cè)試中 ， 主要關(guān)心函數(shù)執(zhí)行時(shí)間的長(zhǎng)短 。 第 2講 嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程 2． 4． 4． 3 灰盒測(cè)試 白盒測(cè)試需要緊密聯(lián)系到代碼的內(nèi)部細(xì)節(jié) ， 維護(hù)起來(lái)較困難；黑盒測(cè)試可以完成系統(tǒng)的功能測(cè)試 ， 效率高一些 ， 但是無(wú)法遍歷代碼實(shí)現(xiàn)的所有細(xì)節(jié) 。 由于白盒測(cè)試依賴于具體的代碼實(shí)現(xiàn)，只有代碼編寫完成后才能開(kāi)始測(cè)試設(shè)計(jì)工作。 效率最低 。 包括： ?極限情況測(cè)試 。測(cè)試用例來(lái)源包括標(biāo)準(zhǔn)用例集和用戶自行設(shè)計(jì)。要做到完備測(cè)試非常困難，但應(yīng)盡量使用足夠多的測(cè)試用例來(lái)全面測(cè)試。 2． 4． 1． 4 提高性能 測(cè)試最優(yōu)系統(tǒng)性能，找到并清除死代碼及無(wú)效代碼，幫助確認(rèn)軟件已經(jīng)完全挖掘出硬件潛力，避免硬件重新設(shè)計(jì)。如編譯器、連接器錯(cuò)誤。硬件測(cè)試還包括可靠性測(cè)試和電磁兼容性測(cè)試。 （ 9）采用匯編語(yǔ)言代碼編寫關(guān)鍵程序 。遞歸程序需要使用很大的堆棧，消耗大量?jī)?nèi)存，可能造成堆棧溢出，導(dǎo)致程序崩潰?？紤]： （ 1）去除冗余代碼 ，即不執(zhí)行或執(zhí)行時(shí)無(wú)用的代碼。目