嵌入式系統(tǒng)軟件的開發(fā)工具(參考版)
2025-05-02 06:42本頁面
【正文】 任務(wù)設(shè)計(jì) 任務(wù)設(shè)計(jì) 模塊構(gòu)筑 ? 系統(tǒng)和任務(wù)設(shè)計(jì)完成后 ， 進(jìn)行每個(gè)模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì) ， 直到每個(gè)具體的函數(shù) ? 在單元測試前不必編完模塊全部程序 ，可以分階段編碼和測試 ? 模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)應(yīng)一氣呵成 ， 避免系統(tǒng)以非結(jié)構(gòu)化方式形成 函數(shù)設(shè)計(jì) ? 函數(shù)描述 給出對該函數(shù)的簡要描述，說明設(shè)計(jì)目的、意義以及特點(diǎn) ? 功能 說明該函數(shù)應(yīng)具有的功能，可采用 IPO圖（輸入一處理一輸出圖）形式 ? 性能 說明對該函數(shù)的性能要求，包括精度、靈活性和時(shí)間特性等 ? 輸入 定義每個(gè)輸入項(xiàng)的特性，包括名稱、標(biāo)識、數(shù)據(jù)類型和格式、取值范圍、輸入方式、數(shù)據(jù)來源、保密方式等 ? 輸出 定義每個(gè)輸入項(xiàng)的特性，特征同輸入 ? 算法 詳細(xì)說明本函數(shù)所選用的算法，具體的計(jì)算公式和計(jì)算步驟 ? 流程 用流程圖輔以必要的說明來表示本函數(shù)的邏輯流程 ? 接口 說明本函數(shù)與其他函數(shù)的調(diào)用關(guān)系，包括說明參數(shù)賦值和調(diào)用方式以及相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如數(shù)據(jù)庫、文件）。 ? 一個(gè)任務(wù)可對應(yīng)一個(gè)變換，也可對應(yīng)多個(gè)變換。 控制執(zhí)行過程 需求分析與說明 斷電態(tài) 通電態(tài) 手動(dòng)態(tài) 運(yùn)行態(tài) 終止態(tài) 掛起態(tài) 上電 上電 成功 斷電 啟動(dòng) 程序 選擇 程序 終止 結(jié)束 啟動(dòng) 停止 狀態(tài)變遷圖 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) ? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明該系統(tǒng)如何被分解成多個(gè)任務(wù)，如何定義任務(wù)間的關(guān)系 ? 任務(wù)劃分方法 —— DARTS設(shè)計(jì)方法 DARTS設(shè)計(jì)方法 ? 數(shù)據(jù)流分析：每個(gè)數(shù)據(jù)流圖都包含： ?變換圈 , 表示系統(tǒng)完成的功能 ?箭頭 ， 表示變換間的數(shù)據(jù)流動(dòng) ?數(shù)據(jù)存儲區(qū) ， 表示數(shù)據(jù)的存儲場所 ?數(shù)據(jù)字典 ， 定義了數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)存儲區(qū)所包含的數(shù)據(jù)項(xiàng) 機(jī)器人控制器數(shù)據(jù)流圖 程序 面板輸入有效 性檢查 解釋程序 各語句 讀傳 感器 處理面板輸入 處理 I/O命令 處理動(dòng) 作命令 向傳感 器輸出 輸出動(dòng)作 軸數(shù)據(jù) 接收 確認(rèn) 輸出到 面板 軸控制器 讀面板 輸入 按下 按鈕 面板輸入 有效的 面板輸入 運(yùn)行 開始 結(jié)束 動(dòng)作 命令 動(dòng)作 確認(rèn) I/O 命令 傳感器值 輸入 傳感器輸入 傳感器 輸出 輸出 面板 輸出 顯示燈 運(yùn)行 停止 重啟動(dòng) 軸塊 軸確認(rèn) 軸輸入 軸輸出 動(dòng)作塊 ? 劃分任務(wù)就是識別出并行性的功能 ? 需要考慮的是系統(tǒng)內(nèi)功能的異步性。 ? 按下 “ 結(jié)束 ” 鍵后，系統(tǒng)進(jìn)入終止態(tài)。 ? 程序運(yùn)行中如果按下 “ 停止 ” 鍵，程序被掛起。 ? 上電成功后，系統(tǒng)進(jìn)入了手動(dòng)狀態(tài)。 原因： 1)嵌入式產(chǎn)品是軟硬件的結(jié)合體 2)軟件針對硬件開發(fā)、固化，不能進(jìn)行任意修改 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程 系統(tǒng)定義時(shí)期 符合要求 硬件設(shè)計(jì)制作 軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 軟硬件集成 功能性能測試 產(chǎn)品 Yes 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) No 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 軟 硬 件 劃 分 系 統(tǒng) 總 體 框 架 處 理 器 選 定 操 作 系 統(tǒng) 選 定 開 發(fā) 環(huán) 境 選 定 硬件設(shè)計(jì)制作 硬件概要設(shè)計(jì) 硬件詳細(xì)設(shè)計(jì) 硬件制作 硬件測試 功能模塊圖設(shè)計(jì) 邏輯電路圖設(shè)計(jì) PCB 設(shè)計(jì)與制作 PCB 測試 軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 軟件概要設(shè)計(jì) 軟件詳細(xì)設(shè)計(jì) 軟件實(shí)現(xiàn) 軟件測試 軟硬件協(xié)同開發(fā) ? 通常的嵌入式系統(tǒng)開發(fā) ? 軟 /硬件協(xié)同開發(fā) 嵌入式 軟件開發(fā) 嵌入式 硬件開發(fā) 嵌入式系統(tǒng) 集成、測試、驗(yàn)證 嵌入式軟件開發(fā) 嵌入式硬件開發(fā) 嵌入式系統(tǒng) 協(xié)同設(shè)計(jì)、測試、驗(yàn)證 處理器及硬件開發(fā)平臺的選定 選擇依據(jù)： ? 應(yīng)用的類型及 I/O接口 ? 主頻及功耗 ? 對不同類型存儲器的支持 ? 封裝 ? 產(chǎn)品生命力和廠家實(shí)力、技術(shù)支持及第三方軟件的支持 ? 硬件開發(fā)平臺的選擇 操作系統(tǒng)選定 選擇依據(jù)： ? 選擇嵌入式 OS的必要性 ? 自建、購買或使用開源軟件 ? 對嵌入式操作系統(tǒng)的功能、性能要求 ? 與硬件平臺和開發(fā)工具的關(guān)系 ? 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ? 技術(shù)支持 ? 版稅或服務(wù)費(fèi) 操作系統(tǒng)與硬件平臺的關(guān)系 ? 操作系統(tǒng)應(yīng)支持選定的硬件平臺 ? 如果不支持，需考慮移植工作 – 不同類型嵌入式微處理器之間的移植 ：任務(wù)上下文切換、時(shí)鐘、中斷等 – 同類型微處理器但不同類型硬件板之間的移植 ：硬件接口及設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 操作系統(tǒng)與開發(fā)工具的關(guān)系 ? 工具是否能為基于特定操作系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)提供最大支持： – 運(yùn)行庫與 OS相結(jié)合 – 提供應(yīng)用工程創(chuàng)建和管理功能，構(gòu)建基于特定操作系統(tǒng)的應(yīng)用框架 – 對操作系統(tǒng)的剪裁與配置 – 提供高級調(diào)試功能 – 提供配套的應(yīng)用邏輯分析工具、覆蓋測試工具等 開發(fā)環(huán)境及工具選定 ? 對硬件平臺的支持 ? 所使用的編程語言 – C/C++ – 匯編語言 – JAVA – …… ? 與嵌入式操作系統(tǒng)的關(guān)系 第三節(jié) 實(shí)時(shí)軟件分析設(shè)計(jì)方法 DARTS分析設(shè)計(jì)方法 DARTS分析設(shè)計(jì)方法 ? 嵌入式實(shí)時(shí)軟件系統(tǒng)的生存周期 ? 需求分析與說明 ? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)－ DARTS設(shè)計(jì)方法 – 數(shù)據(jù)流分析 – 劃分任務(wù) – 定義任務(wù)接口 ? 任務(wù)設(shè)計(jì) ? 模塊構(gòu)筑 ? 任務(wù)與系統(tǒng)集成 嵌入式實(shí)時(shí)軟件系統(tǒng)的生命周期 ? 需求分析與詳細(xì)說明 ? 系統(tǒng)設(shè)計(jì) – 任務(wù)分解 , 定義任務(wù)間接口關(guān)系 ? 任務(wù)設(shè)計(jì) – 按模塊方式設(shè)計(jì)每個(gè)任務(wù)，定義模塊間接口 ? 模塊構(gòu)筑 – 完成每個(gè)模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼和單元測試 ? 任務(wù)與系統(tǒng)集成 ? 系統(tǒng)測試 實(shí) 例 說 明 —— 機(jī)器人控制器系統(tǒng) 上電 手動(dòng) 停止 結(jié)束 斷電 運(yùn)行 程序選擇 控制面板 ? 控制設(shè)備由內(nèi)部控制器和外部控制面板組成 ? 控制器控制六個(gè)轉(zhuǎn)軸，并與數(shù)字 I/O傳感器交互作用。 程序在真實(shí)的目標(biāo)硬件環(huán)境上運(yùn)行 嵌入式軟件的固化運(yùn)行 ?
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