2.-嵌入式系统开发过程简介

嵌入式系统开发基本过程,李宁武汉理工大学UPTeam,Agenda,嵌入式系统特点开发基本流程开发调试工具调试方法,嵌入式系统,嵌入式系统由嵌入式硬件与嵌入式软件组成。嵌入式硬件以芯片、模板、组件、控制器形式埋藏于设备内部。嵌入式软件是实时多任务操作系统和各种专用软件，一般固化在ROM或闪存中。嵌入式系统软硬兼施，融为一体，成为产品，但在开发过程中需要一些开发工具进行辅助开发。,嵌入式系统结构,嵌入式处理器,嵌入式系统软件特点,软件要求固态化存储软件代码高质量、高可靠性操作系统软件具有高实时性嵌入式系统编程语言（据统计，在嵌入式系统设计中，最受欢迎的前3种编程语言分别是C(74.6%)、汇编(69.6%)和C+(50.1%)）,嵌入式操作系统特点,微内核结构，内核精简，可裁剪；基于优先级的抢占式调度算法；硬实时与软实时；内存管理，多数不采用虚拟内存技术，可直接访问；内核加载方式（Flash运行、RAM加载）,嵌入式开发工具,编译器：GNU编译器调试工具：GNU调试工具集成开发环境（IDE）绘图入门工具算法开发工具：UML/SDL工具库网络/通信协议配置管理工具需求管理工具DSP开发工具器件驱动器开发工具软硬件协同验证工具,Java工具存储器分析工具软件仿真/建模工具WinCE或Linux工具测试软件事件跟踪工具内电路仿真器（ICE）ROM仿真器JTAG或SW仿真器逻辑分析器示波器,嵌入式软件的开发环境,交叉开发环境：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，也可是能替代实际环境的仿真系统。,嵌入式软件开发环境,嵌入式软件开发流程,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,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。,板级支持包BSP,由于嵌入式系统中微处理器的多样性，嵌入式操作系统的可移植性显得更加重要。有些嵌入式操作系统的内核明确分成两层，上层一般称为“内核”，而低层则称为“硬件抽象层”，底层的缩写是HAL，也有的厂商把硬件抽象层称为板级支持包(BoardSupportPackage)。板级支持包是操作系统与目标应用硬件环境的中间接口，它是软件包中具有平台依赖性的那一部分。板级支持包的主要功能包括两部分：在系统启动时，对硬件进行初始化为驱动程序提供访问硬件的手段,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：尽量用高级语言开发，少用汇编语言局域化不可移植部分提高软件的可重用性,嵌入式系统的调试,嵌入式系统的调试方法：1源程序模拟器方式2监控器方式3仿真器方式,模拟器调试方法,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。无法仿真嵌入式系统在应用系统中的实际执行情况。,监控器方式,监控器调试方式需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、USB口、以太口等建立物理连接，然后在宿主机上运行调试器，目标机运行监控程序和被调试程序，从而建立宿主机与目标机的逻辑连接。宿主机通过调试器与目标机的监控器建立通信连接，它们相互间的通信遵循远程调试协议。,仿真器调试方法,仿真器调试方式是在微处理器的内部嵌入额外的控制模块。当特定的触发条件满足时，系统将进入某种特殊状态。在这种状态下，被调试的程序暂时停止运行，宿主机的调试器通过微处理器外部特设的通信口访问各种寄存器、存储器资源，并执行相应的调试指令。在宿主机的通信端口和目标板调试通信接口之间，通信