嵌入式控制系统课件第章绪论.ppt

嵌入式控制系统 2012-2013学年第一学期 哈尔滨工程大学自动化学院 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2 联系方法 主讲教师:黄 平 地 址:42号楼126房间 电 话邮箱地址: 单 位：自动化学院407教研室 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3 课程目的 n本课程介绍嵌入式系统的前沿技术和发展 趋势，重点讲述基于ARM微处理器的嵌入式 硬件平台和嵌入式软硬件系统开发技术。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 4 需要的基础知识 n先导课程 微机原理 C语言 数字电子技术 n需要了解的基础知识 了解微机原理的基本概念，能够使用汇 编、C语言编程。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 5 学时分配 n课程属性： 专业主干/任意选修 n总学时数： 32 n讲课学时数：24 n实验学时数：8 n学分： 2 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 6 课程大纲（32学时） 课次学时形式内容 12讲课绪论 2-46讲课ARM微处理器体系结构 5-64讲课ARM指令系统 8-118讲课ARM硬件结构 122讲课硬件电路与接口技术 13-168实验实验 时间：周二、周四 地点：21B-005 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 7 n学习嵌入式软硬件系统的基本概念、基 本原理； n掌握ARM的微处理器结构和指令系统以及 嵌入式系统的分析与设计方法； n能够以嵌入式微处理器为核心，进行系 统的设计与分析。 期望大家的收获 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 8 n周立功 编著. ARM嵌入式系统基础教程. 北京航空航 天大学出版社 参考资料： n符意德 编著. 嵌入式系统设计原理及应用. 清华大 学出版社 n杨宗德 编著.嵌入式ARM系统原理与实例开发.北京大 学出版社 n刘凯 编著. ARM嵌入式应用技术基础. 清华大学出版 社 教材 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 9 n考核方式 n平时上课表现（占20%）+笔试（80% ） 考核方式和评分标准 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 10 1 C H A P T E R 绪论 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 11 主要内容 1 1 3 3 2 2 4 4 嵌入式系统简介 嵌入式处理器 嵌入式操作系统 嵌入式系统的典型应用 5 5 嵌入式系统的基本设计过程 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 12 嵌入式系统简介 n处理器应用的三大领域 n服务器市场 n功能强 n利润最大的市场 n可用性强 n可扩展性 n桌面市场 n最广阔的市场 n嵌入式市场 n潜力最大的市场 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 13 嵌入式系统简介 n 一般定义 n以应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件 可裁剪,应用系统对功能、可靠性、成本、体积、 功耗和应用环境有特殊要求的专用计算机系统。是 将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的 系统。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 14 nIEEE(电气和电子工程师协会)定义 n嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助 操作的机器、设备或装置”（原文为devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。 n通常执行特定功能 n嵌入式系统的核心-嵌入式微处理器 n严格的时序和稳定性要求 n全自动操作循环 嵌入式系统简介 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 15 嵌入式系统简介 n广义上讲，凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可称为 嵌入式系统。如各类单片机系统。这些系统在完成较为单 一的专业功能时具有简洁高效的特点。但由于他们没有操 作系统，管理系统硬件和软件的能力有限，在实现复杂多 任务功能时，往往困难重重，甚至无法实现。 n从狭义上讲，我们更加强调那些使用嵌入式微处理器构成 独立系统，具有自己操作系统，具有特定功能，用于特定 场合的嵌入式系统。本课程中的嵌入式系统是指狭义上的 嵌入式系统。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 16 嵌入式系统简介 n发展历史 嵌入式系统本身是一个相对模糊的定义。一个手持的 MP3和一个PC104的微型工业控制计算机都可以认为是嵌入式 系统。 嵌入式系统已经有了40多年的发展历史，它是硬件和软 件交替发展的双螺旋式发展。 最早的单片机是Intel公司的8048，它出现在1976年 Motorola同时推出了68HC05，Zilog公司推出了Z80系列， 这些早期的单片机均含有256字节的RAM、4K的ROM、4个8位 并口、1个全双工串行口、两个16位定时器。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 17 嵌入式系统简介 n基于8位，16位，32位的嵌入式系统 n微处理器飞速发展的结果是嵌入式系统成为一门 学科 。在嵌入式系统的早期阶段，所有基本硬件构件 相对较小也较简单，如：8位的CPU、74系列的芯片及 晶体管等，其软件子系统是采用一体化的监控程序， 不存在操作系统平台。而今天组成嵌入式系统的基本 硬件构件已较复杂，如：16位、32位CPU或特殊功能 的微处理器、特定功能的集成芯片、FPGA或CPLD等 ，其软件设计的复杂性成倍增长。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 18 嵌入式系统简介 n典型的8位微处理系统 nMCS-51系列的单片机是低端嵌入式系统中用 得最多的微处理器。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 19 嵌入式系统简介 n典型的16位微处理系统 nMCS-96系列单片机 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 20 嵌入式系统简介 n典型的32位微处理系统 nARM系列是应用较广泛的32位微处理器。实际 上该系列的处理器芯片很多，但大都是已ARM微内 核为核心的。 英伟达 三星 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 21 n嵌入式系统设计要求 n功耗低 n嵌入式系统中，尤其是在用电池供电的嵌入式 系统中，这是一个主要考虑的因素。大耗电量直接影响到 硬件费用，并影响电源寿命以及带来散热问题。 n低成本 n包含硬件成本和软件成本。硬件成本主要决定 于所使用的微处理器、所需的内存及相应的外围芯片；软 件成本通常难于预测，但一个好的设计方法有利于降低软 件成本。 n多任务、多速率 n系统同时运行多个实时性任务，系统必须同时 控制这些动作，但这些动作有些速度慢，有些速度快。 n系统内核小 n由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的 ，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小 得多。 n比如ENEA公司的OSE实时OS，内核只有5K，而 Windows的内核则要大得多。 嵌入式系统简介 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 22 嵌入式系统简介 n嵌入式系统设计要求 n专用性强 n嵌入式系统的个性化很强，其中的软件 系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进 行系统的移植。 n同时针对不同的任务，往往需要对系统 进行较大更改，程序的编译下载要和系统相结合 ，这种修改和通用软件的“升级”是完全不同的 概念。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 23 嵌入式系统简介 处理器 存储器 输入接口 操作系统 应用程序 软件子系统 硬件子系统 嵌入式系统组成 输出接口 外围设备 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 24 嵌入式系统简介 n嵌入式外围设备 n在嵌入式硬件系统中，除了嵌入式处理器之外的 完成存储、通信、I/O、调试等功能的其它部件。 n分类 n存储器类型：静态易失型存储器(RAM/SRAM)， 动态存储器(DRAM)，非易失型存储器(ROM、EPROM 、EEPROM、FLASH)。其中，FLASH(闪存)以可擦写 次数多，存储速度快，容量大及价格便宜等有点在嵌 入式领域得到广泛的应用。 n接口类型：目前存在的所有接口在嵌入式系统中 都有其广泛的应用，但是以下几种接口的应用最为广 泛，包括RS-232接口(串口)、IrDA(红外)、蓝牙（ Bluetooth ）、wifi、I2C、USB、Ethernet和普通并口 。 n显示类型：LCD和触摸屏等外围显示设备。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 25 嵌入式系统简介 n最小硬件系统 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 26 嵌入式系统与单片机、PC相比的优势 n采用32位RISC嵌入式微处理器和实时操作系统组成的 嵌入式控制系统，与传统基于单片机的控制系统和基 于PC的控制方式相比，具有以下突出优点： u性能方面：采用32位RISC结构微处理器，主频从 30MHz到上GHz，处理能力大大超出单片机系统，接近PC机 的水平，但体积更小，能够真正地“嵌入”到设备中； u实时性方面：嵌入式控制器内嵌实时操作系统（RTOS ），能够完全保证控制系统的强实时性； u人机交互方面：嵌入式控制器可支持大屏幕的液晶显 示器，提供功能强大的图形用户界面；输入方法多种多样 ； u系统升级方面：嵌入式控制器可为控制系统专门设计 ，其功能专一，成本较低，而且开放的用户程序接口（API ）保证了系统能够快速升级和更新。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 27 主要内容 1 1 3 3 2 2 4 4 嵌入式系统简介 嵌入式处理器 嵌入式操作系统 嵌入式系统典型应用 5 5 嵌入式系统的基本设计过程 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 28 嵌入式处理器分类 n微处理器(Microprocessor Unit, MPU) n微控制器(Microcontroller Unit, MCU) n片上系统(System On Chip) Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 29 嵌入式微处理器 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 30 n目前主要的嵌入式处理器类型有MIPS、ARM/StrongARM系列 等 嵌入式微处理器 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 31 嵌入式微控制器 n又称单片机，这种位的电子器件目前在嵌入式 设备中仍然有着极其广泛的应用。 n单片机芯片内部集成ROM/EPROM、RAM、总线、总 线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串行口、 脉宽调制输出、A/D、D/A、Flash RAM、EEPROM等 各种必要功能和外设。 n代表性的通用系列包括8051、MCS-96等。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 32 嵌入式微控制器 n微控制器的最大特点是单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本 下降、可靠性提高。 n微控制器是目前嵌入式系统工业的主流。微控制器的片上外设资源 一般比较丰富，适合于控制，因此称为微控制器。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 33 nSoC就是System on Chip，SoC是一种基于IP（Intellectual Property知识产权）核嵌入式系统设计技术。 n它结合了许多功能模块，将功能做在一个芯片上，ARM RISC、MIPS RISC、DSP或是其他的微处理器核心，加上 通信的接口单元，例如通用串行端口（USB）、TCP/IP 通信单元、3G 、GPRS通信接口、GSM通信接口、 IEEE1394、蓝牙模块接口等等，这些单元以往都是依照 各单元的功能做成一个个独立的处理芯片。 嵌入式片上系统(SoC) Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 34 主要内容 1 1 3 3 2 2 4 4 嵌入式系统简介 嵌入式处理器 嵌入式操作系统 嵌入式系统典型应用 5 5 嵌入式系统的基本设计过程 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 35 使用嵌入式操作系统的优点 n嵌入式操作系统优点 n使程序的设计和扩展变得容易，大大提 高了开发效率。 n充分发挥32位CPU多任务的潜力，实现多 任务设计，能够充分利用硬件资源和实现资 源共享。 n实时性能够得到更好的保证。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 36 嵌入式操作系统分类 n按收费模式划分 n商用型 nVxworks, PlamOS, Symbian, WinCE nAndroid, WP , IO/S n免费型 nLinux, CLinux,C/OS- Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 37 主要内容 1 1 3 3 2 2 4 4 嵌入式系统简介 嵌入式处理器 嵌入式操作系统 嵌入式系统的典型应用 5 5 嵌入式系统的基本设计过程 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 38 嵌入式系统的应用领域 嵌入式应用 信息家电 智能玩具 军事电子 通信设备 移动存贮 工控设备 智能仪表 汽车电子 网络设备 消费电子 军事国防 电子商务 网络 工业控制 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 39 goReader Internet eBook Samsung AnyWeb Internet Screen Phone eRemote Intelligent Home Controller Tektronix TDS7000 Digital Oscilloscopes Nixvue Digital Album Digital Photo Album 一些典型的嵌入式系统应用实例 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 40 嵌入式系统的应用 n家用方面：数字电视、信息家电、智能玩具、 手持通讯、存储设备的核心。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 41 现代化家庭 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 42 主要内容 1 1 3 3 2 2 4 4 嵌入式系统简介 嵌入式处理器 嵌入式操作系统 嵌入式系统应用及发展趋势 5 5 嵌入式系统的基本设计过程 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 43 嵌入式系统设计的主要步骤 n以自顶向下的角度来看， 系统设计从系统需求分析 开始；第二步是规格说明 ，在这一步我们对需求设 计的系统功能进行更细致 地描述，这些描述并不涉 及系统的组成；第三步是 系统结构设计，在这一阶 段以大的构件为单位设计 系统内部详细构造，明确 软、硬件功能的划分；第 四步是构件设计，它包括 系统程序模块设计、专用 硬件芯片选择及硬件电路 设计；第五步是系统集成 ，在完成了所有构件设计 的基础上进行系统集成， 构造出所需的完整系统。 需求分析 规格说明 体系结构设计 构件设计 系统调试与集成 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 44 需求分析与规格说明 n在设计之前，我们必须清楚要设计什么。在设计的最初阶 段，我们应从用户那里收集系统功能的非形式描述，在此 称其为需求；对需求进行提炼，以得到系统的规格说明， 规格说明中应包含我们进行系统体系结构设计所需的足够 信息。 n在此把需求和规格说明区分开是必要的，因为嵌入式系统 的用户不是专业人员，他们对系统的描述是建立在他们想 象的、系统应具备的功能基础上，对系统可能有些不切实 际的期望，表达要求时使用自己的话而不是专业术语。因 而，必须将用户的描述转化为系统设计者的描述，从用户 的需求中整理形成正式的规格说明。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 45 用户需求的格式 n用户需求通常 包括功能部分 和非功能部分 。非功能部分 需求主要指： 性能、价格、 尺寸和重量、 功耗等。右边 表是一个在系 统设计的初始 阶段使用的需 求说明表格样 本，该表格用 简练、清晰的 语句描述系统 的基本需求。 项项目说说明 名称 目的 输入 输出 功能 性能 生产成本 功耗 尺寸和重量 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 46 GPS移动地图系统:示例 项项目说说明 名称GPS移动地图 目的为司机等用户提供图形状的移动地图 输入一个电源开关、5个操作按钮、GPS信号输 入 输出LCD显示器，分辨率为800480 功能可接5种GPS接收器；三种用户可选的地图 比例；总是显示当前经纬度 性能0.25秒内即可更新一次屏幕，常温下工作 生产成本1500元（人民币） 功耗3000mAh电池供电应连续 工作8小时，功 耗约50mW 尺寸和重 量 尺寸不大于20cm30cm，重量不大于0.25 公斤 GPS移动地图是一种 手持设备，该设备 为用户（如为汽车 驾驶员）显示他当 前所处位置周围的 地图；显示的地图 内容应随用户以及 该设备所处位置的 改变而改变。该设 备从GPS上得到其位 置信息，移动地图 的显示看起来应类 似纸张上的地图。 针对用户的初步要 求，我们编写出如 右表所示的系统需 求表。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 47 描述规格说明的工具 n规格说明应更精确地反映用户的需求，它是设 计者在设计时必须明确遵循的要求。规格说明 应小心编写，描述应足够清晰，不能有歧义， 以便别人可以通过它来验证设计是否达到要求 。规格说明中通常只描述系统应做什么，而不 描述系统该怎么做。 n描述规格说明的工具可采用统一建模语言（UML ）。UML语言是一种面向对象的建模语言，它是 软件工程课程中详细讲解的内容。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 48 体系结构设计 n系统结构设计的目的 是描述系统如何实现 系统的功能，它是系 统整体结构的一个计 划。右图以框图的形 式描述了GPS移动地 图的体系结构，图中 展示了移动地图的主 要操作和其间的数据 流。框图仍很抽象， 还没有规定软件完成 什么，专用硬件完成 什么，等等。但该图 还是清楚地描述了许 多功能，如需搜索地 形图数据库、需显示 地图、需接收GPS信 号等。 GPS接 收器 信号 搜索 引擎 显示 控制 显 示 器 数据 库 用户 接口 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright