【正文】 sh 存儲芯片接口，2 個 RS232口（ 1 個自帶紅外信號收發(fā)模塊），支持 標準的語音錄放 Codec模塊，有 LCD 接口和電源管理部分，支持低電壓監(jiān)測等。 選定了 EP7211 后就應選擇 RTOS 了。 RTOS的選擇有兩個方案：一是使用已經(jīng)購買的用在油田測井系統(tǒng) SL3000型產(chǎn)品的商用 Nucleus，二是使用自主開發(fā)的、專門面向嵌入式應用系統(tǒng)的 XGW 軟件開發(fā)平臺。 XGW 開發(fā)平臺是自主研發(fā)的，軟件產(chǎn)品升級和故障排除比較容易，產(chǎn)品成本費用相對較低。 關(guān)于集成開發(fā)調(diào)試環(huán)境，我們購買了 ARM 公司的 ARM選用 Multi_ICE 仿真器，支持在線仿真調(diào)試，通過并行口連接主機，支持程序編譯鏈接后的程序代碼快速加載，加快了代碼調(diào)試進度。關(guān)于嵌入式處理器 EP7211 和自主研發(fā)的 XGW軟件開發(fā)平臺等，開發(fā)人員都有一定的技術(shù)積累和豐富的工作經(jīng)驗。在內(nèi)存 SRAM 模式中，系統(tǒng)加電冷啟動時，系統(tǒng)完成相關(guān)硬件初始化任務后執(zhí)行一段代碼，將系統(tǒng)編譯連接生成的二進制可執(zhí)行代碼從 Flash存儲空間完全拷貝到 SRAM 內(nèi)存空間中，整個應用程序調(diào)試完全在內(nèi)存空間執(zhí)行。二是在 SRAM 內(nèi)存模式調(diào)試完應用程序的基礎(chǔ)上，執(zhí)行閃存 Flash調(diào)試，系統(tǒng)啟動后將中斷服務程序 ISR和少量的內(nèi)核代碼拷貝到 SRAM 后在 SRAM 中執(zhí)行，其它應用程序在 Flash中執(zhí)行。 Flash 模式減少了寶貴的 SRAM 資源需求、降低了產(chǎn)品開發(fā)成本，但是運行速度較 SRAM 模式慢。需要指出的是，這些要素之間不是彼此獨立，而是緊密相關(guān)，可能還會在某些方面相互沖突。 關(guān)鍵詞： 嵌入式系統(tǒng) 嵌入式處理器 實時操作系統(tǒng) 仿真器 調(diào)試器 引 言 在計算機、互聯(lián)網(wǎng)和通信技術(shù)高速發(fā)展的同時，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)也取得迅速發(fā)展。 嵌入式系統(tǒng)擁有巨大的市場空間，我國應 該抓住機遇，與時俱進，奮起直追，在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域趕超世界先進水平。在 PC 領(lǐng)域，雖有 AMD 系列處理器和 Linux操作系統(tǒng)的市場沖擊，但是 Win_Tel（ Windows+Intel）體系架構(gòu)仍占主導地位；可是，嵌入式系統(tǒng)本身是一個相當分散的工業(yè)，典型特征是面向用戶、面向產(chǎn)品、面向應用的，市場應用才是嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的導向和前提，在當前的嵌入式市場中不存在壟斷的局面。嵌入式系統(tǒng)中，軟件和硬件緊密配合，協(xié)調(diào)工作，共同完成系統(tǒng)預定的功能。本文參考一些嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的資料，結(jié)合具體的工程實踐經(jīng)驗，系統(tǒng)總結(jié)了進行嵌入式系統(tǒng)開發(fā)時，如何全面考慮各開發(fā)要素并進行選擇，最后結(jié)合一個具 體實例進行詳細闡述。在嵌入式系統(tǒng)的硬件設(shè)備中，嵌入處理器是整個系統(tǒng)的核心部件，其性能的好壞直接決定整個系統(tǒng)的運行效果。嵌入式系統(tǒng)開發(fā)面向具體應用，不同領(lǐng)域的應用市場需要不同款式和性能指標的處理器來開發(fā)，于是在嵌入式處理器市場中，中低端的 4 位、 8 位和 16位處理器依然存在，高性能的 32 位處理器也有很多產(chǎn)品。這些產(chǎn)品的上市，不僅豐富了嵌入式處理器產(chǎn)品，而且也更加方便了工程技術(shù)人員進行嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)開發(fā)和擴大嵌入式產(chǎn)品的應用領(lǐng)域。統(tǒng)計數(shù)字表明， 1999 年底市場銷售額排在前三位的公司分別是 ARM、Motorola 和 MIPS，其中 ARM 公司的芯片銷售量達 ，市場份額超過 50%。 一是深入研究具體的嵌入式系統(tǒng)應用需求，充分的應用需求分析后獲取應用系統(tǒng)的性能指標。在工業(yè)控制等特殊領(lǐng)域，系統(tǒng)需求分析員不僅需要和工作人員、上級主管親自面談，而且要到工作現(xiàn)場獲取第一手信息，收集充分的資料。 第二個前提條件是，分析研究市場上各大廠商提供的各款嵌入式處理器的性能指標，如功耗、體積、成本、可靠性、速度、處理能力、電磁兼容性等。 開發(fā)人員通過應用需求分析獲取了產(chǎn)品的功能性和非功能性指標，研究了市場上嵌入式處理器的性能參數(shù)后，能夠?qū)η度胧教幚砥髯鞒鲚^好的選擇。如簡單的智能儀器 儀表 設(shè)計考慮使用 4位或者 8位低檔單片機 8051；和數(shù)字信號處理密切相關(guān)的選用 TI公司的 TMX320x系列的 DSP（數(shù)字信號處理）芯片；如果產(chǎn)品偏重于通信功能，考慮 Motorola公司的嵌入式處理器 68K系列；如果產(chǎn)品功能比較齊全，可選用嵌入式處理器領(lǐng)域的后起之秀 ARM公司的高性能嵌入式處理器 ARM 芯片系列等。因為不同公司開 發(fā)的嵌入式處理器差別較大，從一類處理器轉(zhuǎn)移到另一類處理器的難度比同一系列不同處理器間的轉(zhuǎn)移難度大得多，風險多得多。 RTOS與一般商用多任務 OS（如 Unix、 Windows 以及 Linux等）有共同的一面，也有不同的一面。一般 RTOS 內(nèi)核都很小，在幾 KB~十幾 KB 之間。 由于具體嵌入式應用的功能需求差異以及不同 RTOS 間不同的性能指標， RTOS的選擇有三種方案：一是根據(jù)應用需要和公司技術(shù)實力，考慮自主開發(fā)研究（國內(nèi)手機廠商寧波波導公司部分款式的手機操作系統(tǒng)就是自主開發(fā)的）；二是充分考慮系統(tǒng)需求和流行 RTOS的性能指標及性價比選擇商用 RTOS，如 WinCE、 VxWorks 等；三是考慮嵌入式 Linux（ RT_Linux）， RT_Linux是開放源代碼的免費自由軟件，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)論壇較多，具備較好的裁減性以支持不同的應用范疇。這些不同名稱的 RTOS，核心軟件差異微妙而且難以琢磨，選擇時重點是考慮它們的性能評價指標，主要包括調(diào)度算法、 RTOS本身內(nèi)存開銷、 RTOS內(nèi)存管理模式、最大中斷禁止時間和最大任務切換時間。針對實時性要求較高的應用，需要重點考慮 RTOS 的最大中斷禁止時間和最大任務切換時間。減小這兩個參數(shù)值，除了選用較高工作主頻的嵌入式處理器外，還和 RTOS 本身任務調(diào)度和中斷處理機制密切相關(guān)。如果開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應用，還需要考慮該 RTOS 是否支持 TCP/IP 的網(wǎng)絡(luò)組件和 I/O服務等。市場應用需求的多樣性，使得 RTOS 本身應該支持用戶自定制能力，根據(jù)應用需要在微內(nèi)核 的基礎(chǔ)上選用標準組件。嵌入式系統(tǒng)開發(fā)調(diào)試和一般 PC 系統(tǒng)開發(fā)調(diào)試有較大差別。而在嵌入式系統(tǒng)中，調(diào)試器是運行在桌面操作系統(tǒng)上的應用程序，被調(diào)試程序是運行在基于特定硬件平臺的操作系統(tǒng)，兩個程序間需要實時通信。仿真器處理宿主機 和目標機之間所有的通信，這個通信口可以是串口、并行口或者高速以太網(wǎng)接口。三者間的關(guān)系如圖 1所示?？焖僭头抡娣ㄓ糜谟布O(shè)備尚未完成時，直接在宿主機上對應用程序運行進行仿真分析。實時在線調(diào)試法在具體的目標機平臺上調(diào)試應用程序，系統(tǒng)在調(diào)試狀態(tài)下的執(zhí)行情況和實際運行模式完全一 樣，這種方式更有利于開發(fā)者實時對系統(tǒng)硬件和軟件故障進行定位和修改，提高產(chǎn)品開發(fā)速度。 應用需求的多樣性導致市場上仿真器和調(diào)試器的提供商也較多， Windriver 公司的 Tornado 是一個很好的開發(fā)調(diào)試 工具。如果在開發(fā)調(diào)試過程遇到技術(shù)障礙，可以通過電話或者電子郵件方式及時獲取技術(shù)支持。 4 開發(fā)隊伍的技術(shù)水平和結(jié)構(gòu)比例 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中選擇好了嵌入式處理器、 RTOS、仿真器和調(diào)試器等設(shè)備外，還需要考慮開發(fā)隊伍的技術(shù)水平和結(jié)構(gòu)比例。從高層規(guī)劃人員的角度分析： 20％以內(nèi)的新技術(shù)，公司可以集中力量，投入足夠多的人力、物力和財力進行突破性研究，正常情況下可以達到滿意效果。 公司運作以市場作為向?qū)В鞘袌鲑x予它們生命。公司在開發(fā)過程中一般都盡量避免風險，而且整個開發(fā)過程中始終將風險分析作為重 要的參考因素。 在項目開發(fā)中，分配開發(fā)人員時不僅要確保任務在給定時間期限內(nèi)完成的成功性，而且也要體現(xiàn)在鍛煉培養(yǎng)后繼人才方面。這樣，公司在選派項目人員時，需要合理的人員結(jié)構(gòu)安排， 現(xiàn)在一般公認的人才結(jié)構(gòu)比例是1（博士或同等學歷） ∶ 3（碩士或同等學歷） ∶ 7（學士、大?；蛲葘W歷）。 5 應用實例解析 在詳細討論了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中的幾個關(guān)鍵因素后，下面具體闡述這些因素在工作中的具體體現(xiàn)。 該產(chǎn)品的基本功能包括： ① 個人數(shù)字助理 ——科學計算器、英漢互譯辭典、電話號碼簿、記事日程表等； ② 交通信息 ——列車時刻 表的車次查詢和車站查詢、民航時刻表的航班查詢等； ③ 尋呼信息 ——接收個人和公共尋呼信息，個人尋呼內(nèi)容實時語音合成并播放，尋呼方式更新列車和民航時刻表數(shù)據(jù)等。處理器外圍需要自帶語音錄放電路完成語音錄入和播放，串行口和紅外通信口進行數(shù)據(jù)通信， LCD 接口電路提供用戶輸入接口，也需要電源管理模塊完成便攜式電子產(chǎn)品的低功耗設(shè)計。 EP7211 提供了 SRAM 和 Flash 存儲芯片接口，2 個 RS232口（ 1 個自帶紅外信號收發(fā)模塊），支持 標準的語音錄放 Codec模塊，有 LCD 接口和電源管理部分，支持低電壓監(jiān)測等。 選定了 EP7211 后就應選擇 RTOS 了。 RTOS的選擇有兩個方案：一是使用已經(jīng)購買的用在油田測井系統(tǒng) SL3000型產(chǎn)品的商用 Nucleus，二是使用自主開發(fā)的、專門面向嵌入式應用系統(tǒng)的 XGW 軟件開發(fā)平臺。 XGW 開發(fā)平臺是自主研發(fā)的，軟件產(chǎn)品升級和故障排除比較容易，產(chǎn)品成本費用相對較低。 關(guān)于集成開發(fā)調(diào)試環(huán)境，我們購買了 ARM 公司的 ARM選用 Multi_ICE 仿真器 ，支持在線仿真調(diào)試，通過并行口連接主機，支持程序編譯鏈接后的程序代碼快速加載，加快了代碼調(diào)試進度。關(guān)于嵌入式處理器 EP7211 和自主研發(fā)的 XGW軟件開發(fā)平臺等，開發(fā)人員都有一定的技術(shù)積累和豐富的工作經(jīng)驗。在內(nèi)存 SRAM 模式中，系統(tǒng)加 電冷啟動時，系統(tǒng)完成相關(guān)硬件初始化任務后執(zhí)行一段代碼，將系統(tǒng)編譯連接生成的二進制可執(zhí)行代碼從 Flash存儲空間完全拷貝到 SRAM 內(nèi)存空間中，整個應用程序調(diào)試完全在內(nèi)存空間執(zhí)行。二是在 SRAM 內(nèi)存模式調(diào)試完應用程序的基礎(chǔ)上，執(zhí)行閃存 Flash調(diào)試，系統(tǒng)啟動后將中斷服務程序 ISR和少量的內(nèi)核代碼拷貝到 SRAM 后在 SRAM 中執(zhí)行，其它應用程序在 Flash中執(zhí)行。 Flash 模式減少了寶貴的 SRAM 資源需求、降低了產(chǎn)品開發(fā)成本，但是運行速度較 SRAM 模式慢。需要指出的是，這些要素之間不是彼此獨立，而是緊密相關(guān)，可能還會在某些方面相互沖突。Go away! You mustn39。 I hesitated, but childhood is a time thic kly beset with inprehensible, though important, conventions, so I withdrew a few yards and turned my back. I heard her breathing hard. Then she was crying again. I turned round. 39。t,39。You mustn39。 she said. 39。 I promised. She was very brave. Nothing more than the puppy noises. When I did succeed in getting the foot free, it looked queer: I mean, it was all twisted and puffy I didn39。I39。 I told her. 39。ll crawl,39。 it awed me slightly. I helped her to stand up on her sound foot, and steadied her while she pointed out where her home was, and the trickle of smoke that marked it. When I looked back she was on all fours again, disappearing into the bushes. I found the house w ithout much difficulty, and knoc ked, a little nervously. A tall woman answered. She had a fine, hand some face with large bright eyes. Her dress was russet and a little shorter than those most of the women at home wore, but it carried the conventional cross, from neck to hem and breast to breast, in a green that matched the scarf on her head. 39。s mother?39。What is it?39。Oh!39。Her foot!39。Where is she?39。Oh, my poor darling!39。He39。 39。 Sophie told her. 39。m sorry, Mummy. I tried hard, but I couldn39。 Her mother nodded slowly. She sighed. 39。t be helped now. Up you get.39。s back, and we all went back to the house together. The mandments and precepts one learns as a child can be remembered by rote, but they mean little until