【正文】 會(huì)消耗系統(tǒng)內(nèi)存資源 。 如果用戶的設(shè)備沒有驅(qū)動(dòng)程序支持 ，則必須開發(fā) ， 一般 OS會(huì)提供開發(fā)的模板代碼 。 （ 8） OS是否有目標(biāo)硬件的驅(qū)動(dòng)程序 。 如果沒有 ， 必須自己開發(fā)或購(gòu)買 ， 并集成進(jìn)去 。 通常 ， 各嵌入式 OS的 API各不相同 ， 但差別也不大 ， 大多數(shù)EOS的 API符合 POSIX標(biāo)準(zhǔn) 。 主要是指 API。 OS需要的內(nèi)存越多 ， 則目標(biāo)板需要設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)器越多 ， 加大了系統(tǒng)的成本 ， 降低了系統(tǒng)的運(yùn)行速度 ， 反過來又需要提高 CPU的性能 ， 又增加了成本 。 提供功能強(qiáng)大的調(diào)試手段是必要的 。 這些都便于用戶的調(diào)試工作 。 第 2講 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程 （ 4） OS是否包括特殊的調(diào)試支持 。 BSP是 OS運(yùn)行在用戶的目標(biāo)板上所需的軟件 ， 一般 OS的供應(yīng)商會(huì)提供流行的標(biāo)準(zhǔn)板的 BSP， 但用戶板可能與標(biāo)準(zhǔn)板有差異 ， 因此需要進(jìn)行 BSP的開發(fā) 。 （ 3） OS的移植難度 。 有些實(shí)時(shí) OS只支持該 OS供應(yīng)商的開發(fā)工具 。 ◎ 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)開發(fā)過程 2． 3． 1． 3 選擇操作系統(tǒng) 根據(jù)項(xiàng)目需要的操作系統(tǒng)的功能來選擇操作系統(tǒng)產(chǎn)品 。 如果軟件必須盡早在硬件上進(jìn)行開發(fā) ， 應(yīng)購(gòu)買成品的硬件 。 如果時(shí)間充裕 ， 可以自己設(shè)計(jì)硬件 ， 降低成本 。 （ 2） 目標(biāo)市場(chǎng)機(jī)會(huì) 。 量很小 ， 設(shè)計(jì)費(fèi)用太高 ， 不值得自己做 ， 應(yīng)考慮從第三方購(gòu)買成品的電路板 。 考慮： （ 1） 產(chǎn)品的需求量 。 第 2講 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程 2． 3． 1． 2 選擇硬件部件 范圍很廣 。 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 。 （ 6） 制造商技術(shù)支持 。 高速處理器的在線仿真器非常昂貴 ， 應(yīng)盡量選擇具有內(nèi)置硬件調(diào)試功能的處理器 ， 如 JTAG、BDM調(diào)試方式等 。 第 2講 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程 （ 5） 調(diào)試支持 。 主要指嵌入式操作系統(tǒng)的支持 。 應(yīng)通過調(diào)研 ， 根據(jù)系統(tǒng)需求 ， 找到一種符合外設(shè)要求的嵌入式處理器是很容易的 。 盡量選擇單芯片方案 ， 所需要的 I/O功能已經(jīng)集成在嵌入式處理器上 ， 而不要外接 ， 降低系統(tǒng)成本 ， 提高可靠性 。 對(duì)于一個(gè)熟練的嵌入式產(chǎn)品開發(fā)者來說 ， 用大約 1個(gè)月左右的時(shí)間 ， 熟悉一種嵌入式處理器的使用是不成問題的 。 當(dāng)滿足功能和開發(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 。 （ 2） 熟悉程度 。 注意：處理器的性能指標(biāo)需要滿足系統(tǒng)的需要 ， 并且考慮一定的余量；不要選得太高 ， 成本高 ， 開發(fā)難 ， 配套外圍電路的成本也高 。 選擇處理器的主要指標(biāo)是系統(tǒng)需要的速度、 處理數(shù)據(jù)的字寬 、 是否需要浮點(diǎn)運(yùn)算 、 外部接口的集成情況等 。 主要考慮： （ 1） 處理速度 。 但可能不是一個(gè)好的方案。 第 2講 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程 2． 3． 1． 1 選擇處理器 無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和特殊規(guī)定 。 如果有評(píng)估板或目標(biāo)板 ， 則省去 。 ※ 內(nèi)部電路仿真器 。 如果處理器支持 JTAG方式調(diào)試 ， 則省去 。 這些開發(fā)工具也安裝在用于開發(fā)的桌面系統(tǒng)上 ， 生成的代碼可以在以后移植到嵌入式系統(tǒng)上 。 開發(fā)工具必須安裝在桌面系統(tǒng)上 （運(yùn)行 Windows或 UNIX/Linux操作系統(tǒng) ） ， 即可開展開發(fā)工作了 。 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)一般先選擇處理器 ， 一旦確定了處理器 ， 廠商會(huì)提供所需要的開發(fā)工具 （ 原廠提供或第三方合作廠商提供 ） 。 ?設(shè)計(jì)確認(rèn) ：應(yīng)能夠同時(shí)在系統(tǒng)定義層 、 軟硬件分割層和實(shí)現(xiàn)層確認(rèn)設(shè)計(jì) ， 該框架必須支持確認(rèn)工具及協(xié)同模擬技術(shù) 。 因此 ， 軟硬件合成應(yīng)進(jìn)行自動(dòng)化處理 。 ?軟硬件合成 ：軟硬件在實(shí)現(xiàn)上不有同的特點(diǎn) 。 ?系統(tǒng)定義 ：用正式設(shè)計(jì)語言 （ 圖 、 表 、 偽語言等 ） 來描述整個(gè)系統(tǒng) ，不考慮具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié) ， 來源于需求分析 。 因此 ， 嵌入式系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)工具的出現(xiàn)是大勢(shì)所趨 。 2． 2． 1． 8 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的自動(dòng)化 設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng) ， 需要軟 、 硬件知識(shí) ， 如果軟 、 硬件設(shè)計(jì)者不能充分交流， 往往不能達(dá)到設(shè)計(jì)的最優(yōu)化 。 第 2講 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程 2． 2． 1． 7 設(shè)計(jì)檢查 檢查設(shè)計(jì)的正確性 。 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。 第 2講 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程 （ 5） 監(jiān)視計(jì)時(shí)器 （ WatchDog） 系統(tǒng)因崩潰而昏迷 ， WatchDog把它搖醒 。 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用千差萬別 ， 不同的系統(tǒng)出錯(cuò)處理方案不同 。 第 2講 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程 （ 4） 出錯(cuò)處理方案 包括一般故障和致命故障處理方案 。 ?給出模塊之間的依賴關(guān)系 ，用相應(yīng)的圖形描述。 ?定義 API（成員函數(shù)、過程函數(shù)、算法函數(shù)等）。 充分考慮嵌入式系統(tǒng)存儲(chǔ)空間有限的問題 。 充分考慮嵌入式系統(tǒng)軟件的實(shí)時(shí)性問題 。 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 ） 來構(gòu)建軟件 。 ?詳細(xì)設(shè)計(jì) ， 進(jìn)一步細(xì)化 ， 直至得到函數(shù) （ 子程序 ） 級(jí)模塊為止 。 第 2講 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程 2． 2． 1． 6 軟件設(shè)計(jì) （ 1） 設(shè)計(jì)軟件子系統(tǒng) 與硬件設(shè)計(jì)的思路和方法基本一致 ， 一般采用 TopDown方法 。 如主頻等 。 程序存儲(chǔ)器的地址 、 大小；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址 、 大??；配置參數(shù)存儲(chǔ)器的類型 （ EEPROM/NVRAM） 、 地址 、 大小 、 訪問方式等 。 列出所使用中斷類型 、 中斷號(hào)和連接中斷的設(shè)備 、 事件 。 對(duì)內(nèi)存映像 I/O， 說明 I/O操作的讀寫序列、 地址分配 。 設(shè)計(jì)寄存器的地址 、 位地址 、 位含義 ， 寄存器讀寫方式 （ I/O端口還是命令序列 ） ， 使用寄存器的時(shí)序要求或其它約束 。 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 。 第 2講 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程 （ 2） 定義硬件接口 設(shè)計(jì)硬件與軟件之間的接口 ， 由硬件設(shè)計(jì)者和軟件設(shè)計(jì)者協(xié)同完成 。 ?充分考慮設(shè)計(jì)復(fù)用 。 ?考慮軟硬件劃分 。 ?電路板設(shè)計(jì) 。 把電路邏輯分割成大致對(duì)應(yīng)于各功能的部件 ， 可由成品芯片或 PAL芯片制備 。 考慮： ?劃分部件 、 模塊 ， 畫出硬件框圖 。 應(yīng)充分利用軟件工程的方法設(shè)計(jì)軟件 ， 移植性要好 。 指先設(shè)計(jì)與硬件無關(guān)的軟件 ， 或雖與硬件有關(guān) ， 但可兼容的軟件 。 軟硬件設(shè)計(jì)者應(yīng)充分溝通 ， 定期交流 ， 確保軟硬件設(shè)計(jì)協(xié)調(diào) 、 一致 、 完備 。 ?軟硬件同時(shí)設(shè)計(jì) 。 大多數(shù)系統(tǒng)適合 ， 較好 、 實(shí)用 、 自然 。 第 2講 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程 2． 2． 1． 4 軟硬件設(shè)計(jì)次序 沒有特殊限制 ， 應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的要求 、 進(jìn)度和約束條件 。 第 2講 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程 2． 2． 1． 3 軟硬件功能劃分 嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的統(tǒng)一體 ， 有些軟硬件實(shí)現(xiàn)可互換 （ 如80X87FPU、 軟 MODEM、 音視頻解碼器 、 顯卡等 ） ， 涉及分工問題 。 微控制器一般指單片機(jī) （ 805 68XX系列等 ， 包含 CPU、 MEM、 I/O） ，適合小型應(yīng)用 ， 其它情況應(yīng)使用微處理器 ， 如果涉及信號(hào)處理 （ 音 、 視頻 ） ，則需選擇 DSP。 ?成本 、 物理特性 （ 尺寸重量 ） 、 耗電量是否是產(chǎn)品成功的關(guān)鍵因素 ？ 專用產(chǎn)品不是 ， 而大眾產(chǎn)品 （ 消費(fèi)類電子產(chǎn)品 ） 就是 ， 需仔細(xì)考慮軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)和多種因素 。 第 2講 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程 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