嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程
時間：2020-05-06 來源：原創(chuàng)
通常，在任何類型的工作中，在實現(xiàn)旨在通過該工作實現(xiàn)的目的和目標的過程中，都需要完成幾個任務。在處理“需要完成什么類型的任務”時，以邏輯方式定義和計劃了許多輸入和輸出以及這些任務的完整內容，這統(tǒng)稱為“過程”。為了完成軟件作為產品的擴展，需要像在其他任何產品中一樣，通過層來完成幾種類型的任務。在以邏輯方式進行計劃時，估計在軟件開發(fā)過程中進行必要的活動將共同成為所謂的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程。
嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程
嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程主要包括硬件設計過程和軟件設計過程。與典型平臺上的軟件設計過程不同，嵌入式系統(tǒng)設計意味著硬件和軟件的設計都相似。盡管情況并非一直如此，但對于許多設計而言，這是事實。這種并行設計過程的更深層次含義深刻地影響了嵌入式系統(tǒng)的設計方式。
什么是嵌入式系統(tǒng)？
嵌入式系統(tǒng)可以定義為包括處理器，相關外圍設備和用于特定目的的軟件的系統(tǒng)。它執(zhí)行定義明確的任務，嵌入式系統(tǒng)的類別包括以下內容。
嵌入式系統(tǒng)
獨立的嵌入式系統(tǒng)
實時嵌入式系統(tǒng)
聯(lián)網(wǎng)設備
移動設備
嵌入式系統(tǒng)的要素
處理器
微處理器
微控制器
數(shù)字信號處理器
相關外圍設備
協(xié)議轉換器
通訊接口
車手
軟件
嵌入式系統(tǒng)的程序以任何語言編寫，以控制整個系統(tǒng)的運行。
嵌入式系統(tǒng)設計流程
嵌入式系統(tǒng)設計過程中的不同步驟包括以下內容。
嵌入式系統(tǒng)開發(fā)周期
確定要求
設計系統(tǒng)架構
選擇操作系統(tǒng)
選擇處理器和外圍設備
選擇開發(fā)平臺
編寫應用程序代碼并進行優(yōu)化
驗證主機系統(tǒng)上的軟件
驗證目標系統(tǒng)上的軟件
確定要求
功能性和非功能性
多�；蚨喙δ芟到y(tǒng)
尺寸，成本，重量等
選擇硬件組件
專用硬件
外部接口
輸入輸出設備
設計系統(tǒng)架構
嵌入式系統(tǒng)的架構取決于
系統(tǒng)是否實時
是否需要嵌入操作系統(tǒng)
成本，尺寸，功耗等
選擇操作系統(tǒng)
如果我們選擇操作系統(tǒng)，
實時操作系統(tǒng)，例如RTLinux，VX，pSOS，QNX，VRTX等。
非真實的操作系統(tǒng)，例如Windows CE，嵌入式Windows XP等。
選擇處理器
以下處理器可用于嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)
通常，在任何類型的工作中，在實現(xiàn)旨在通過該工作實現(xiàn)的目的和目標的過程中，都需要完成幾個任務。在處理“需要完成什么類型的任務”時，以邏輯方式定義和計劃了許多輸入和輸出以及這些任務的完整內容，這統(tǒng)稱為“過程”。為了完成軟件作為產品的擴展，需要像在其他任何產品中一樣，通過層來完成幾種類型的任務。在以邏輯方式進行計劃時，估計在軟件開發(fā)過程中進行必要的活動將共同成為所謂的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程。
嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程
嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程主要包括硬件設計過程和軟件設計過程。與典型平臺上的軟件設計過程不同，嵌入式系統(tǒng)設計意味著硬件和軟件的設計都相似。盡管情況并非一直如此，但對于許多設計而言，這是事實。這種并行設計過程的更深層次含義深刻地影響了嵌入式系統(tǒng)的設計方式。
什么是嵌入式系統(tǒng)？
嵌入式系統(tǒng)可以定義為包括處理器，相關外圍設備和用于特定目的的軟件的系統(tǒng)。它執(zhí)行定義明確的任務，嵌入式系統(tǒng)的類別包括以下內容。
嵌入式系統(tǒng)
獨立的嵌入式系統(tǒng)
實時嵌入式系統(tǒng)
聯(lián)網(wǎng)設備
移動設備
嵌入式系統(tǒng)的要素
處理器
微處理器
微控制器
數(shù)字信號處理器
相關外圍設備
協(xié)議轉換器
通訊接口
車手
軟件
嵌入式系統(tǒng)的程序以任何語言編寫，以控制整個系統(tǒng)的運行。
嵌入式系統(tǒng)設計流程
嵌入式系統(tǒng)設計過程中的不同步驟包括以下內容。
嵌入式系統(tǒng)開發(fā)周期
確定要求
設計系統(tǒng)架構
選擇操作系統(tǒng)
選擇處理器和外圍設備
選擇開發(fā)平臺
編寫應用程序代碼并進行優(yōu)化
驗證主機系統(tǒng)上的軟件
驗證目標系統(tǒng)上的軟件
確定要求
功能性和非功能性
多模或多功能系統(tǒng)
尺寸，成本，重量等
選擇硬件組件
專用硬件
外部接口
輸入輸出設備
設計系統(tǒng)架構
嵌入式系統(tǒng)的架構取決于
系統(tǒng)是否實時
是否需要嵌入操作系統(tǒng)
成本，尺寸，功耗等
選擇操作系統(tǒng)
如果我們選擇操作系統(tǒng)，
實時操作系統(tǒng)，例如RTLinux，VX，pSOS，QNX，VRTX等。
非真實的操作系統(tǒng)，例如Windows CE，嵌入式Windows XP等。
選擇處理器
以下處理器可用于嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)
微處理器-8085、8086，奔騰
微控制器-PIC，MCS-51，MSP-430，AVR
數(shù)字信號處理器-dsPIC，Sharp，Blackfin，Tigersharc
選擇開發(fā)平臺
選擇開發(fā)平臺
嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)平臺包括以下內容
硬件平臺
編程語言
作業(yè)系統(tǒng)
開發(fā)工具
編寫應用程序代碼并優(yōu)化
嵌入式系統(tǒng)的編碼可以通過使用以下編程語言來完成。
匯編語言
C語言
面向對象的語言，例如C ++，Java等。
優(yōu)化代碼
驗證主機系統(tǒng)上的軟件
將源代碼編譯并匯編到目標文件中
使用模擬器來模擬系統(tǒng)的工作情況
驗證目標系統(tǒng)上的軟件
使用編程器設備下載程序
使用仿真器或片上調試工具來驗證軟件
將程序安裝在芯片中
要將開發(fā)的代碼安裝到微控制器中，需要以下兩項
編程器硬件
嵌入式系統(tǒng)的硬件可以與微控制器和PC通信。這使它能夠獲得個人計算機所說的內容并將其寫入微控制器芯片。在此，USB接口用于與PC進行通信，而ISP接口用于與MCU進行通信。
程序員軟件
嵌入式系統(tǒng)的編程器軟件在運行IDE工具的PC上運行。該工具的主要功能是從“ C”編譯器生成的十六進制文件中讀取數(shù)據(jù)，并將其傳輸?shù)経SB端口上的專用硬件。
開發(fā)委員會
最后也是最重要的部分是開發(fā)板。在整個學習階段中，該板均可輕松使用微控制器。一個簡單的硬件開發(fā)板具有一些重要的功能。
電源電路
電源電路有助于與直流電動機的簡單連接。它有助于連接直流適配器。它可以將適配器的12V電壓更改為5V電壓，以實現(xiàn)微控制器的操作。這也使這些5V電壓可通過公頭連接器訪問，從而使操作員能夠獲得5v的操作電壓。例如，要為模塊供電，您需要與微控制器接口。為了使操作更舒適，此設備還包括一個電源開關，用于打開/關閉整個板卡以及一個用于指定板卡電源狀態(tài)的LED。
晶體振蕩器
晶體振蕩器是微控制器單元的心臟。為了精確地確定應用的時序，您需要一個晶體振蕩器。它提供與溫度和電壓無關的CLK源。
ISP標頭
ISP標頭用于更新MCU的程序，而無需從板上進行更改。在這里，編程器使用電纜鏈接。
I / O端口
I / O端口用于將微控制器板連接到外部環(huán)境，所有外圍設備都使用這些端口進行連接。它們存在于公頭中，因此用戶可以非常簡單地對其進行構造。
嵌入式系統(tǒng)的應用
嵌入式系統(tǒng)的應用領域包括消費電子，辦公自動化，工業(yè)自動化，生物醫(yī)學系統(tǒng)，現(xiàn)場儀表，電信，無線技術，計算機網(wǎng)絡，安全和金融。
