嵌入式系統軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)概述

　　嵌人式系統開(kāi)發(fā)經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，到現在算是一個(gè)成熟的技術(shù)了。下面yjbys小編為大家準備了關(guān)于嵌入式系統軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)的文章，歡迎閱讀。

　　1 微處理器技術(shù)

　　最早的微處理器是4位和8位器件。由于制造技術(shù)越來(lái)越復雜，集成的單片8位微處理器開(kāi)始出現，16位微處理器也開(kāi)始使用。隨著(zhù)微電子技術(shù)的發(fā)展，16位的微處理器已得到廣泛的應用。32位架構的器件逐漸占領(lǐng)了高端的應用市場(chǎng)，第一代的32位器件都是CISC架構，但目前，越來(lái)越多的RISC芯片正在提供更高的性能。嵌人式系統設計者選擇微處理器的范圍比以前大了，必須根據性能、需求、支持、可用性和價(jià)格來(lái)進(jìn)行選擇。

　　2 系統架構

　　隨著(zhù)微處理器的發(fā)展系統架構也在進(jìn)步。最早的系統，是由CPU和一些邏輯器件組成的。多年以來(lái)，系統變得日益復雜，但都還可以使用同樣的調試技術(shù)—電路仿真、芯片級調試、ROM監控器以及指令集模擬。嵌入式系統日益強勁，而功能需求的增長(cháng)則更快很多設計者開(kāi)始重新審視微處理器和它們的用法。

　　3 設計組成

　　嵌入式系統發(fā)展的最初階段。所有的開(kāi)發(fā)包括軟件和硬件設計，通常都是一個(gè)工程師來(lái)承擔。軟件在整個(gè)工作址中的比例很小，大約5%-10%。隨著(zhù)時(shí)間的推移軟件開(kāi)發(fā)占工程時(shí)間的比例持續增長(cháng)。至20世紀80年代中期，軟件開(kāi)發(fā)已經(jīng)是由專(zhuān)業(yè)歡件人員來(lái)做，所占比例一般已超過(guò)整個(gè)開(kāi)發(fā)工作量的50%。

　　在最近幾年，雖然硬件設計變得更加復雜，但軟件的份量也急劇增長(cháng)，目前通常占到開(kāi)發(fā)總量70%-80%。因此，需要有軟件團隊參與，同時(shí)也產(chǎn)生了一些新的挑戰。這些挑戰中的一個(gè)，就是要有可用的硬件平臺來(lái)進(jìn)行軟件測試。由于要在更短的時(shí)間內開(kāi)發(fā)更多的軟件，就需要盡快建立測試環(huán)境。發(fā)出更多的軟件，就需要盡快建立測試環(huán)境。有多種可行的方法，如本地代碼執行原型環(huán)境、指令集軟仿真(模擬)，以及使用標準的、低成本的、現成的評估板。此外，低成本的主機一目標機連接技術(shù)，也變得越來(lái)越普及，有代表性的就是JTAG接口。

　　4 軟件內容

　　軟件開(kāi)發(fā)所占總時(shí)間的比例一直在增加。同時(shí)，來(lái)自全球貿易和競爭的壓力使得產(chǎn)品投放市場(chǎng)的時(shí)間也一直在縮短。這極大地影響了設計的策略。最早的設計相當簡(jiǎn)單，僅僅由自己設計的應用代碼組成。隨著(zhù)系統的復雜度增加，多任務(wù)的模型被軟件開(kāi)發(fā)者廣泛采納，很多開(kāi)發(fā)者選擇標準的、商用的實(shí)時(shí)操作系統產(chǎn)品。隨著(zhù)各個(gè)標準的進(jìn)一步被采納，買(mǎi)來(lái)的軟件，或者說(shuō)有“知識產(chǎn)權”的軟件所占的比例正穩步增長(cháng)。這個(gè)趨勢給了軟件開(kāi)發(fā)者很多啟示。集成標準的軟件組件—和應用代碼及其他—是我們所關(guān)心的。在多任務(wù)背景下調試是另一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題。與選擇知識產(chǎn)權有關(guān)的商業(yè)決定尤為復雜;除了當前的要求之外，還有將來(lái)的(例如移植到別的處理器)也必須加以考慮。

　　5 編程語(yǔ)言

　　對于早期的4位和8位微處理器，匯編語(yǔ)言是唯一的選擇。隨著(zhù)16位微處理器技術(shù)成為現實(shí)，出現了幾種可供選擇的語(yǔ)言。有Pascal和C語(yǔ)言和PL/M語(yǔ)言。對某些類(lèi)型的系統來(lái)說(shuō)，Forth語(yǔ)言也曾很流行，隨著(zhù)時(shí)間推移，32位技術(shù)的使用日益增多，出現了C和Ada。后者在國防部的系統中被普遍使用。

　　在嵌入式軟件開(kāi)發(fā)中，C++開(kāi)始逐步取代C語(yǔ)言�，F在，1/4～1/3的嵌入式系統代碼是用C++編寫(xiě)的。Java語(yǔ)言當初是專(zhuān)門(mén)為嵌人式應用開(kāi)發(fā)的，在要求運行時(shí)重新配置的應用場(chǎng)合，它找到了一席之地。統一建模語(yǔ)言(UML)也成為高級設計方法學(xué)的最流行選擇。

　　6 軟件隊伍的規模和分布

　　正如先前討論的一樣，最初的嵌人式系統設計只要一個(gè)人就夠了。在適當的時(shí)候，因專(zhuān)業(yè)化，產(chǎn)生了致力于軟件開(kāi)發(fā)的工程師。下一步就是建立嵌人式軟件開(kāi)發(fā)團隊。管理軟件開(kāi)發(fā)在任何情況下都是一個(gè)挑戰，嵌入式系統開(kāi)發(fā)也不例外，只是有細微差別。使用傳統的編程技術(shù)———過(guò)程語(yǔ)言，如C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言，團隊里的大部分成員都需要對整個(gè)系統了解比較全面。隨著(zhù)團隊變大，這就變得越來(lái)越不可行。價(jià)況住往是，團隊里有一些特殊的人才，他們對某些專(zhuān)門(mén)領(lǐng)域很在行。為了有效地管理團隊必須使用合適的策略，將他們的專(zhuān)長(cháng)封裝起來(lái)。盡可能使一個(gè)專(zhuān)家的工作成果能夠被非專(zhuān)家以安全、可靠和直觀(guān)的方式加以使用.在這種情況下，面向對象編程技術(shù)找到應用點(diǎn)。

　　雖然有很多非常大的公司，但軟件隊伍不是簡(jiǎn)單的人員擴充他們正在變成分布式的。團隊的一些成員在一個(gè)地方，而其他的可能在別處。這些地點(diǎn)甚至有可能位于不同的國家。這種安排在歐洲很常見(jiàn)，在那里，真正關(guān)心的可能是交流的語(yǔ)言。其他地方，時(shí)區可能是個(gè)問(wèn)題(可能也是一個(gè)優(yōu)勢，因為分布式的團隊可以全天候工作)。隨著(zhù)新興的技術(shù)中心(如印度)廣泛崛起，上述情況越來(lái)越普遍。在這一背景不，軟件組件的可重用性需求就變得很常見(jiàn)了。

　　7 UML和建模

　　最近幾年，UML己經(jīng)成為一項關(guān)鍵的設計方法，它和逐漸增七的嵌人式軟件團隊規模關(guān)系密切。廣義上說(shuō)，使用設計工具的方式有2種:或者是作為編寫(xiě)代碼的指導，或者就作為直接生成代碼的一種手段。對于嵌人式軟件來(lái)說(shuō)，代碼生成是有爭議的，它可能會(huì )被爭論(而且還很有道理)—每一個(gè)系統都是不同的，都有各自的特殊需求。這正是xtUML(可執行和可翻譯的UML)吸引人的地方，因為它使得應用與架構清晰地分離了。這里所遵循的，是與面向對象編程同樣的原則—使用工具和技術(shù)來(lái)平衡專(zhuān)家意見(jiàn)。

　　追蹤所有被當前各種嵌人式系統開(kāi)發(fā)趨勢所驅動(dòng)的新技術(shù)并非易事。孤立地看待其中任何一項技術(shù)也是毫無(wú)意義的，因為它們之間有著(zhù)許多聯(lián)系。例如，多任務(wù)與多處理器調試相關(guān);基于標準的RTOS技術(shù)對處理器移植來(lái)說(shuō)真是件幸事;使用設計方法學(xué)可以令實(shí)現更容易。

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