第2章嵌入式系统开发过程课件.

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1、第2章嵌入式系统开发过程主要内容1324嵌入式软件开发的特点嵌入式软件的开发流程嵌入式系统的调试板极支持包2.1嵌入式软件开发的特点嵌入式系统与通用计算机系统的差别：人机交互界面有限的功能时间关键性和稳定性嵌入式软件开发的特点：需要交叉开发环境：交叉开发环境是指实现编译、链接和调试应用程序代码的环境。与运行应用程序的环境不同，它分散在有通信连接的宿主机与目标机环境之中。宿主机(Host)是一台通用计算机，一般是PC机。它通过串口或网络连接与目标机通信。目标机(Target)可以是嵌入式应用软件的实际运行环境，也可以是能替代实际环境的仿真系统。引入任务设计方法需要固

2、化程序软件开发难度大嵌入式应用软件对实时性、稳定性、可靠性、抗干扰性等性能的要求都比通用软件的要求更为严格和苛刻。2.2嵌入式系统开发的流程嵌入式软件的开发流程与通用软件的开发流程大同小异，但开发所使用的设计方法具有嵌入式开发的特点。整个开发流程可分为：需求分析阶段设计阶段生成代码阶段固化阶段需求分析阶段嵌入式系统应用需求中最为突出的是注重应用的时效性，需求分析阶段的主要任务是：(1)对问题的识别和分析(2)制订规格说明文档(3)需求评审设计阶段系统的设计阶段包括系统设计、任务设计和任务的详细设计。由于嵌入式系统中任务的并发性，嵌入式软件开发中引入了DARTS(D

3、esignandAnalysisofReal-TimeSystem)的设计方法。DARTS设计方法：是结构化分析/结构化设计的扩展。它给出划分任务的方法，并提供定义任务间接口的机制。DARTS设计方法的设计步骤如下：(1)数据流分析(2)划分任务(3)定义任务间的接口生成代码阶段生成代码阶段需要完成的工作包括代码编程、交叉编译和链接、交叉调试和测试等。代码编程生成代码阶段在嵌入式系统的开发过程中，一般采用的方法是先在通用PC上编程，然后通过交叉编译链接，将程序做成目标平台上可以运行的二进制代码格式。最后将程序下载到目标平台上的特定位置，在目标板上启动运行这段二进制

4、代码。生成代码阶段交叉编译和链接嵌入式软件开发编码完成后，要进行编译和链接以生成可执行代码。但是，在开发过程中设计人员普遍使用Intel的x86系列CPU的计算机进行开发，而目标环境的处理芯片却是多种多样的，如ARM，DSP，PowerPC，DragonBall系列等，这就要求开发机上的编译器能支持交叉编译。嵌入式集成开发环境都支持交叉编译、链接，如WindRiver公司的TornadoⅡ以及GNU套件等。交叉编译链接生成两种类型的可执行文件：调试用的可执行文件和固化的可执行文件。生成代码阶段交叉调试交叉调试，又叫远程调试，具有以下特点：调试器和被调试的程序运行在

5、不同的机器上。调试器运行在PC或工作站上，而被调试程序运行在各式的专用目标机上；调试器通过某种通信方式与目标机建立联系，如串口、并口、网络、JTAG或者专用的通信方式；在目标机上一般具有某种调试代理，这种代理能与调试器一起配合完成对目标机上运行程序的调试。这种代理可以是某种能支持调试的硬件，也可以是某种软件；目标机可以是一种仿真机。通过在宿主机上运行目标机的仿真软件，仿真一台目标机，使整个调试工作只在一台计算机上进行。测试嵌入式系统开发的测试与通用软件的测试相似，分为单元测试和系统集成测试。固化阶段嵌入式系统的应用软件是针对特定的实际专业领域的，基于相应的嵌入式硬

6、件平台，并能完成用户预期任务的计算机软件。嵌入式软件的特点如下：(1)软件要求固态化存储。(2)软件代码要求高质量、高可靠性。(3)系统软件的高实时性是基本要求。(4)多任务实时操作系统成为嵌入式应用软件的必需。总结：嵌入式软件开发的要点嵌入式应用软件高度依赖目标应用的软硬件环境，软件的部分任务功能函数由汇编语言完成，具有高度的不可移植性。为了保证实时性能，使用效率高和速度快的汇编语言是不可避免的。尽可能提高嵌入式应用软件的可移植性方法：(1)尽量用高级语言开发，少用汇编语言(2)局域化不可移植部分(3)提高软件的可重用性2.3嵌入式系统的调试嵌入式系统的调试方法

7、：1．源程序模拟器方式2．监控器方式3．仿真器方式嵌入式系统的调试过程：源程序模拟器方式源程序模拟器(Simulator)是在PC机上，通过软件手段模拟执行为某种嵌入式处理器编写的源程序的测试工具。注意:模拟器的功能毕竟是以一种处理器模拟另一种处理器的运行，在指令执行时间、中断响应、定时器等方面很有可能与实际处理器有相当大的差别。另外，它无法仿真嵌入式系统在应用系统中的实际执行情况。比如：ARM公司的ARMulator模拟器监控器方式监控器(Monitor)调试方式需要目标机与宿主机协调。首先，在宿主机和目标机之间通过串口、以太口等建立物理连接，然后在宿主机上运行

8、调试器，目