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嵌入式开发设计

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嵌入式开发设计



嵌入式开发设计是由软件和硬件两部分组成,其中软硬件要达到不同的功能,同时还要必须达到嵌入式开发设计的要求。所以要求设计者必须熟悉并能自如的运用这些领域的各种技术,才能使开发出来的产品达到最完美。

虽然嵌入式开发应用的设计方案随不同的领域不同的应用,但是嵌入式开发设计的分析与设计方法也是遵循软件工程的一般原则,许多成熟的设计方法和分析理念都是可以在嵌入式领域得到直接的应用。嵌入式系统的开发也是包括需求分析、系统设计、出产品、测试等几个基本阶段,并且每个阶段都有着自己的特征与重点。

嵌入式系统设计的特点

与通常的系统设计相比,嵌入式系统设计具有以下特点:

1、软、硬件协同并行开发

2、微处理器的类型多种多样

3、实时嵌入式操作系统具有多样性

4、与通用系统开发相比,可利用系统资源很少

5、应用支持少

6、要求特殊的开发工具

7、软、硬件必须达到设计要求

8、调试 

嵌入式开发设计挑战

嵌入式开发设计所面临的挑战有以下几个方面。

1)硬件选型:嵌入式开发工程师不仅要选择使用何种处理器,而且可以选择存储器的数量、所使用的外设等,因为设计不仅要满足性能的需求,还要受到制造费用的约束,硬件的选择十分重要

2)如何满足时限:使用提高处理器速度的方法使程序运行速度加快来解决时间约束的方法是不可取的,因为这样会使系统的价格上升。同时,提高了处理器的时钟频率,有时并不能提高执行速度,因为程序的速度有可能受存储系统的限制。

3)如何减少系统的功耗:对采用电池供电的系统,功耗是一个十分敏感的问题。对于非电池供电的系统,高功率意味着高散热。降低系统功耗的一种方法是降低它的运算速度,但是单纯地降低运算速度显然会导致性能不能满足,因此,必须认真设计在降低功耗的同时满足性能的约束。

4)如何保证系统的可升级性:系统的硬件平台可能使用几代,或者使用同一代的不同级别的产品,这些仅需要一些简单的改变,设计者必须通过改变软件来改变系统的特性,设计一种机器使它能够提供现在仍未开发的软件的性能。

5)如何保证系统的可靠性:可靠性是产品销售时一项重要的指标,产品能够很好地工作是消费者的合理要求,可靠性在一些系统中尤为重要,如安全控制系统。

6)测试的复杂性:测试一个嵌入式系统比仅仅输入一些数据困难得多,所以不得不运行整台机器以产生正确的数据,数据产生的时间是十分重要的,即不能离开嵌入式系统工作的整个环境来测试嵌入式系统。

7)可视性和可控制性有限:嵌入式系统通常没有显示设备和键盘,这将导致开发者很难了解系统内部发生了什么,也不能响应系统的动作,有时候不得不通过观察微处理器的信号来了解。在实时系统中,一般无法为了观察而让系统停机。


 嵌入式系统的设计方法

一个良好的嵌入式系统设计方法是十分重要的,这是因为:

 1)良好的设计方法可以使设计者清楚地了解他们所做工作的进度,这样可以确保不遗漏其中的任何一项工作。

2)允许使用计算机辅助工具帮助设计者进行工作,将整个过程分成几个可控的步骤进行。

3)良好的设计方法方便设计团队的成员之间相互交流,通过定义全面的设计过程,使团队里的每个成员可以很好地理解他们所要做的工作及完成分配给他们的任务时所达到的目标。


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