軟硬件開(kāi)發(fā)

一、嵌入式軟件特點(diǎn)

（1） 實(shí)時(shí)性：環(huán)境特定；快速啟動(dòng)

（2）異步事件的并發(fā)處理：多任務(wù)；隨機(jī)性

（3）應(yīng)用／操作系統(tǒng)一體化：VxWorks； Linux

（4）應(yīng)用固化：不可修改性

（5）實(shí)用性：面向行業(yè)；定向開(kāi)發(fā)

（6）適用性：可裁減，適應(yīng)應(yīng)用

（7）魯棒性：容錯(cuò)

（8）夠用即可：成本、資源

（9）可信性：安全、防危、可靠等

二、嵌入式軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程各個(gè)階段的任務(wù)劃分

嵌入式開(kāi)發(fā)應(yīng)該具有以下的8個(gè)過(guò)程以及任務(wù)劃分：

（1）確定嵌入式軟件的需求：

確認(rèn)功能需求： 基本功能/擴(kuò)展功能，對(duì)應(yīng)于軟件功能的硬件

確認(rèn)非功能需求： 外觀、尺寸、功耗、成 本、實(shí)時(shí)、安全、可靠等面向開(kāi)發(fā)者的需求選擇

（2）微處理器和相關(guān)硬件設(shè)備

確定嵌入式處理器：應(yīng)用規(guī)模、領(lǐng)域

確定功能硬件：處理器相關(guān)、應(yīng)用功 能確定

確定目標(biāo)板設(shè)計(jì)需求：配套芯片、外 觀、尺寸、功耗、成本

（3）選擇操作系統(tǒng)

確定來(lái)源：自己編寫(xiě)、使用現(xiàn)成的系統(tǒng)

確定選擇：應(yīng)用領(lǐng)域、實(shí)時(shí) CPU支持、功能、成本、資源占用情況、語(yǔ)言支持

(4) 確定軟件體系結(jié)構(gòu)：核心因素

(5) 選擇開(kāi)發(fā)平臺(tái)

確定開(kāi)發(fā)平臺(tái)：考慮操作系統(tǒng)、編碼工具、仿真工具、調(diào)試工具

(6)嵌入式軟件設(shè)計(jì)

確定軟件設(shè)計(jì)：任務(wù)劃分、約束（實(shí) 時(shí)、安全等）保障

(7)編碼測(cè)試

編碼，交叉編譯、下載并且調(diào)試，進(jìn)行測(cè)試

(8) 軟件測(cè)試

基本方法：類(lèi)似于一般軟件測(cè)試

考慮特殊性、可靠性測(cè)試、實(shí)時(shí)性測(cè)試、并發(fā)性測(cè)試和資源占用測(cè)試

三、嵌入式軟件開(kāi)發(fā)方法

嵌入式軟件開(kāi)發(fā)方法有:

（1）語(yǔ)言描述

（2）形式化描述

（3）流程圖

（4）結(jié)構(gòu)圖

（5）偽代碼

（6）有限狀態(tài)機(jī)

四、有限狀態(tài)機(jī)的基本概念

（1）基本概念：有限狀態(tài)機(jī)是一種以描述有限個(gè)狀態(tài)在動(dòng)作/事件行為驅(qū)動(dòng)下，系統(tǒng)控制狀態(tài)及其狀態(tài)轉(zhuǎn)移為主的數(shù)學(xué)模型有限狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)了以下兩個(gè)基本功能：根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)和輸入條件決定狀態(tài)機(jī)的內(nèi)部狀態(tài)轉(zhuǎn)換；根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)和輸入條件確定產(chǎn)生輸出信號(hào)序列。

（2）具體實(shí)現(xiàn)方法

在任意時(shí)刻，系統(tǒng)只能處于給定數(shù)量狀態(tài)中的一個(gè)，當(dāng)其接收到一個(gè)輸入事件（動(dòng)作）時(shí)，狀態(tài)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)輸出，同時(shí)可能伴隨狀態(tài)的轉(zhuǎn)移.

五、嵌入式軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)流程

嵌入式軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)流程如下：

（1）嵌入式系統(tǒng)的需求獲取與需求分析

（2）軟硬件功能劃分，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)：選擇處理器 和相關(guān)外部設(shè)備，操作系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)平臺(tái)以及軟硬件的分割和 總體系統(tǒng)集成

（3）硬件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軟件的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（4）軟硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)

（5）軟件代碼開(kāi)發(fā)，軟件測(cè)試與調(diào)試

（6）軟硬件的聯(lián)調(diào)和系統(tǒng)集成

（7）系統(tǒng)的仿真驗(yàn)證和測(cè)試

（8）實(shí)現(xiàn)最終系統(tǒng)

六、嵌入式系統(tǒng)的硬件可靠性設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)的時(shí)候，應(yīng)先根據(jù)系統(tǒng)的性能指標(biāo)和功能要求決定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式、劃分軟硬件的分工，確 定具體電路形式及元器件選型等設(shè)計(jì)工作。應(yīng)該考慮以下因素：

（1）簡(jiǎn)化方案

（2）避免片面追求高性能指標(biāo)和過(guò)多的功能

（3）合理劃分軟/硬件功能

（4）盡可能用數(shù)字電路代替模擬電路

（5）變被動(dòng)為主動(dòng)

七、嵌入式系統(tǒng)的軟件可靠性設(shè)計(jì)類(lèi)型

嵌入式系統(tǒng)的軟件可靠性設(shè)計(jì)一般有四種類(lèi)型：避錯(cuò)設(shè)計(jì)、查錯(cuò)設(shè)計(jì)、改錯(cuò)設(shè)計(jì)和容錯(cuò)設(shè)計(jì)

八、嵌入式系統(tǒng)的硬件測(cè)試流程和軟件測(cè)試流程

硬件調(diào)試

（1）通電前硬件檢測(cè)：連線是否正確，電源是否短路以及元器件的安裝情況。

（2）通電檢測(cè)：觀察電路有無(wú)異常狀況（如冒煙現(xiàn)象）， 靜態(tài)調(diào)試，動(dòng)態(tài)調(diào)試。

（3）靜態(tài)調(diào)試：一般指在不加輸入信號(hào)，或只加固定的電平信號(hào)的條件下進(jìn)行的測(cè)試，可用萬(wàn)用表測(cè)量各點(diǎn)的電位，與理論值比較，判斷電路中 電壓電流是否正常。

（4）動(dòng)態(tài)調(diào)試：在電路中加入合適的信號(hào)，按信號(hào)的流向，順序檢測(cè)各點(diǎn)的輸出信號(hào)，如若發(fā)現(xiàn)不正常現(xiàn)象，應(yīng)分析其原因，并排除故障，再進(jìn) 行調(diào)試，直到滿足要求。

（5）環(huán)境測(cè)試，震動(dòng)測(cè)試，產(chǎn)品外型測(cè)試等。

軟件調(diào)試：

（1）模塊測(cè)試（單元測(cè)試）： 完成對(duì)最小的軟件設(shè)計(jì)單元的驗(yàn)證工作，只有在該基礎(chǔ)之 上才能保證后續(xù)的測(cè)試工作。主要采用白盒測(cè)試技術(shù)，用來(lái)保證單元的最大覆蓋率和發(fā)現(xiàn)編碼和詳細(xì)設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤。

（2）集成測(cè)試： 是把經(jīng)過(guò)單元測(cè)試的模塊按軟件的結(jié)構(gòu)組合在一起作為一個(gè)系統(tǒng)或一個(gè)子系統(tǒng)來(lái)綜合測(cè)試。主要是用來(lái)發(fā)現(xiàn)程序的架構(gòu)和體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的錯(cuò)誤。

（3）系統(tǒng)測(cè)試和確認(rèn)測(cè)試： 將系統(tǒng)的測(cè)試軟件系統(tǒng)和其他資源(硬件、人機(jī)交互信息 資源和數(shù)據(jù)庫(kù)等)都綜合起來(lái)構(gòu)成完整的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試的。

九、電磁兼容性

電磁兼容，是指設(shè)備或系統(tǒng)在電磁環(huán)境中性能不降級(jí)的狀態(tài)。電磁兼容性，一方面要求系統(tǒng)內(nèi)沒(méi)有嚴(yán)重的干擾源，一方面要求設(shè)備或系統(tǒng) 自身有較好的抗電磁干擾性。