嵌入式系统结构及软件开发模式

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1、嵌入式ARM系统原理与实例开发北京大学出版社　出版杨宗德　编著2007年7月12嵌入式系统软硬件结构嵌入式软件开发工具及开发模式第5章　嵌入式系统结构及软件开发模式嵌入式硬件最小系统结构7/29/20213北京大学出版社出版　杨宗德编著嵌入式软件系统基本模型7/29/20214北京大学出版社出版　杨宗德编著通用计算机系统与嵌入式系统对比7/29/20215北京大学出版社出版　杨宗德编著12嵌入式系统软硬件结构嵌入式软件开发工具及开发模式第5章　嵌入式系统结构及软件开发模式嵌入式软件开发的特点和技

2、术挑战嵌入式软件开发需要软硬件开发环境和工具嵌入式软硬件必须协同设计需要新的任务设计方法开发过程完成后，系统应用程序代码需要固化到系统中并进行功能、性能和可靠性测试技术挑战：软件的要求更高，开发工作量和难度更大，需要较大的知识集合7/29/20217北京大学出版社出版　杨宗德编著嵌入式软件开发环境1）交叉开发环境交叉开发软件一般为一个整合编辑、编译、汇编、链接、调试、工程管理及函数库等功能模块的集成开发环境IDE（IntergratedDevelopmentEnvironment）。所谓交叉是指

3、在一种CPU及其环境上开发另一种CPU及其环境上运行的程序。7/29/20218北京大学出版社出版　杨宗德编著嵌入式软件开发环境2）软件模拟环境软件模拟环境也称为指令集模拟器ISS(InstructionSetSimulator)软件模拟不可能完全代替真正的硬件环境，这种模拟调试只能作为一种初步调试，主要是用作用户程序的模拟运行，用来检查语法、程序的结构等简单错误，用户最终还必须在真实的硬件环境中实际运行调试，完成整个应用的开发。7/29/20219北京大学出版社出版　杨宗德编著嵌入式软件开发环

4、境3)评估电路板一般用来作为开发者使用的开发平台、学习板、实验板，它们可以作为应用目标板出来之前的软件测试、硬件调试的电路板7/29/202110北京大学出版社出版　杨宗德编著嵌入式应用软件开发的基本流程基于交叉开发环境的嵌人式应用软件开发主要分如下几个步骤：开发环境的建立、源代码编辑阶段、交叉编译和链接、重定位和下载、联机调试几个基本阶段。开发环境建立源文件编辑阶段编译链接下载调试7/29/202111北京大学出版社出版　杨宗德编著嵌入式应用软件开发的基本流程链接器命令文件编译预处理编译器汇编

5、器Archive工具链接器和定位器头文件（*.h，*.hpp）可重定位目标文件库文件（*.a，*.lib）头文件（*.h，*.hpp）C/C++源代码汇编源代码源文件列表源文件列表源代码编辑阶段源文件编译阶段链接与重定位调试与下载阶段重定位文件表（*.o，*.a）共享目标文件（*.o，*.a）可执行映象（*.elf，*.coff）链接映射文件（*.map）设备程序员目标开发系统7/29/202112北京大学出版社出版　杨宗德编著嵌入式软件开发的可移植性和可重用性在确保软件的正确性、实时性的前提下

6、，必须关注软件的可移植性和可重用性。嵌入式软件与通用软件的不同在于嵌入式应用软件高度依赖于目标应用的软硬件环境，软件的部分任务功能函数由和处理器密切相关的汇编语言完成，可移植性差。一个运行良好的嵌入式软件或其中的部分子程序可能在今后的开发中被应用于类似的应用领域。原有的代码已被反复应用和维护，具有更好的稳定性。在原有的代码上进行移植将会减少开发的周期、提高开发效率、节约开发成本7/29/202113北京大学出版社出版　杨宗德编著嵌入式软件开发的可移植性和可重用性采用下面的方法可以提高应用软件的可

7、移植性和可重用性。多用高级语言少用或者不用汇编语言将不可移植部分局域化提高代码的可重用性（标准化接口）7/29/202114北京大学出版社出版　杨宗德编著嵌入式开发的考虑要素复杂计算与资源紧缺用户界面的选择实时性多任务多速率制造成本功耗成品的体积7/29/202115北京大学出版社出版　杨宗德编著软硬件协同设计嵌入式系统设计是使用一组物理硬件和软件来完成所需功能的过程。系统是指任何由硬件、软件或者两者的结合来构成的功能设备。由于嵌入式系统是一个专用的系统，所以嵌入式产品的设计过程中，软件设计和硬

8、件设计是紧密结合、相互协调的。这就产生了一种全新的发展中的设计理论软硬件协同设计这种方法的特点是在设计时，从系统功能的实现考虑，把实现时的软硬件同时考虑进去，硬件设计包括芯片级“功能定制”设计。既可以最大限度的利用有效资源、缩短开发周期，又能取得更好的设计效果。7/29/202116北京大学出版社出版　杨宗德编著软硬件协同设计7/29/202117北京大学出版社出版　杨宗德编著嵌入式开发的基本流程系统定义与需求分析系统设计方案的初步确立初步设计方案性价比评估与方案评审论证完善初步方案、初步方案实