嵌入式系统设计过程-文档资料

1、首先从系统需求开始。首先从系统需求开始。然后是规格说明，在这一步对想要的进行更加细致地然后是规格说明，在这一步对想要的进行更加细致地描述，但是规格说明只对系统如何工作描述，但是规格说明只对系统如何工作(工作过程工作过程)进行进行了描述，这些描述并不涉及它的组成。了描述，这些描述并不涉及它的组成。系统内部的详细构造要在开发系统的体系结构时才能系统内部的详细构造要在开发系统的体系结构时才能展现出来，这一阶段以大的构件为单位给出了系统的展现出来，这一阶段以大的构件为单位给出了系统的结构。结构。一旦知道了需要的构件，就可以设计这些构件，包括一旦知道了需要的构件，就可以设计这些构件，包括软件模块和任何所

2、需要的专用硬件模块。在这些构件软件模块和任何所需要的专用硬件模块。在这些构件的基础上，可以构造出所需要的完整的系统。的基础上，可以构造出所需要的完整的系统。1系统需求分析系统需求分析确定设计任务和设计目标，并提炼出设计规格确定设计任务和设计目标，并提炼出设计规格说明书，作为正式设计指导和验收的标准。系统的说明书，作为正式设计指导和验收的标准。系统的需求一般分功能性需求和非功能性需求两方面。功需求一般分功能性需求和非功能性需求两方面。功能性需求是系统的基本功能，能性需求是系统的基本功能，如输入输出信号，操作方式等；非功能性需求如输入输出信号，操作方式等；非功能性需求包括系统性能，成本，功耗，体积

3、，重量包括系统性能，成本，功耗，体积，重量等因素。等因素。2体系结构设计体系结构设计 描述系统如何实现所述的功能和非功能需求描述系统如何实现所述的功能和非功能需求,包括对硬件，软件和执行装置的功能划分包括对硬件，软件和执行装置的功能划分.以及系统的软件，硬件选型等。一个好的体系以及系统的软件，硬件选型等。一个好的体系结构是设计成功与否的关键。结构是设计成功与否的关键。3硬件硬件/软件设计软件设计基于体系结构，对系统的软件，硬件进基于体系结构，对系统的软件，硬件进行详细设计。为了缩短产品开发周期，设计行详细设计。为了缩短产品开发周期，设计往往往往并行的。应该说嵌入式系统设计的工作并行的。应该说嵌

4、入式系统设计的工作大部分都集中在软件设计上，采用采用面向大部分都集中在软件设计上，采用采用面向对象技术，软件组件技术，模块化设计是现对象技术，软件组件技术，模块化设计是现代软件工程经常采用的方法。代软件工程经常采用的方法。4系统集成系统集成 把系统的软件，硬件和执行装置集成把系统的软件，硬件和执行装置集成在一起，进行调试，发现并改进单元设计过在一起，进行调试，发现并改进单元设计过程中的错误程中的错误。5系统测试系统测试对设计好的系统进行测试，看其是否满足对设计好的系统进行测试，看其是否满足规格说明书中给定的功能要求。规格说明书中给定的功能要求。针对系统的不同的复杂程度，目前有一些针对系统的不同

5、的复杂程度，目前有一些常用的系统设计方法，如瀑布设计方法，自顶常用的系统设计方法，如瀑布设计方法，自顶向下设计的方法，自下向上的设计方法，螺旋向下设计的方法，自下向上的设计方法，螺旋设计方法，逐步细化设计方法和并行设计方法设计方法，逐步细化设计方法和并行设计方法等，根据设计对象复杂程度的不同，可以灵活等，根据设计对象复杂程度的不同，可以灵活的选择不同的系统设计方法。的选择不同的系统设计方法。为了理解体系结构描述是什么，让我们来看为了理解体系结构描述是什么，让我们来看一下示例一下示例1.1的移动地图样例的体系结构。的移动地图样例的体系结构。图图1-5以框图形式展示了样例系统体系结构以框图形式展示

6、了样例系统体系结构,这些框图展示了它的主要操作和其间的数据流这些框图展示了它的主要操作和其间的数据流.框图仍很抽象，还没有规定运行在框图仍很抽象，还没有规定运行在CPU上上的软件执行什么操作，专用硬件完成什么等等的软件执行什么操作，专用硬件完成什么等等.不过不过,为描述如何实现在规格说明中规定的功能为描述如何实现在规格说明中规定的功能框图还要做许多事情。框图还要做许多事情。例如，可以清楚地看到需要搜索地形图数据例如，可以清楚地看到需要搜索地形图数据库、绘制显示的结果。我们已经选择分离那些功库、绘制显示的结果。我们已经选择分离那些功能以便可能并行地完成这些工作，比如从搜索数能以便可能并行地完成这

7、些工作，比如从搜索数据库分离出绘制功能可以有助于更平滑地更新屏据库分离出绘制功能可以有助于更平滑地更新屏幕。幕。 嵌入式系统的一般设计方法嵌入式系统的一般设计方法通常在单片机系统中的开发和应用中，是按照通常在单片机系统中的开发和应用中，是按照如图如图1-7所示所示的流程进行的。的流程进行的。可见，在嵌入式系统的开发的过程中，因为对应每一个处可见，在嵌入式系统的开发的过程中，因为对应每一个处理器的硬件平台都是通用的，固定的，成熟的。所以，再开发理器的硬件平台都是通用的，固定的，成熟的。所以，再开发过程中减少了硬件系统错误的引入机会；同时，因为嵌入式操过程中减少了硬件系统错误的引入机会；同时，因为

8、嵌入式操作系统屏蔽掉了底层硬件的很多复杂信息，使得开发者通过操作系统屏蔽掉了底层硬件的很多复杂信息，使得开发者通过操作系统提供的作系统提供的API函数可以完成大部分工作，大大地简化了开发函数可以完成大部分工作，大大地简化了开发过程，提高了系统的稳定性。过程，提高了系统的稳定性。综上所述，嵌入式系统的开发可以说是把开发者从反复进综上所述，嵌入式系统的开发可以说是把开发者从反复进行硬件平台设计过程中解放出来，从而可以把主要的精力放在行硬件平台设计过程中解放出来，从而可以把主要的精力放在编写特定的应用程序上。这个过程更类似于系统机（如编写特定的应用程序上。这个过程更类似于系统机（如PC机）机）上的某

9、个操作系统下开发程序。上的某个操作系统下开发程序。图图 1-3 设计过程的主要抽象层次设计过程的主要抽象层次 需求分析需求分析规格说明规格说明体系结构设计体系结构设计硬件设计硬件设计系统集成系统集成系统测试系统测试产品产品软件设计软件设计执行装置设计执行装置设计返回返回表表1-2需求表格样本需求表格样本返回返回图图 1-4 GPS移动地图移动地图 纬度：纬度：4013 经度：经度：32191-78苏苏格格兰兰路路用户所在用户所在位置经纬位置经纬度度用户当用户当前位置前位置返回返回返回返回GPS接受信号接受信号数据库数据库显示器显示器搜索引擎搜索引擎转换器转换器用户界面用户界面图图1-5 移动地图框图移动地图框图返回返回显示器显示器Zhen缓冲器缓冲器信号接收器信号接收器/面板面板存储器存储器硬件硬件数据库搜索数据库搜索转换器转换器位置位置用户界面用户界面时钟时钟像像素素软件软件返回返回图移动地图的硬件和软件系统图移动地图的硬件和软件系统用户需求用户需求开发结束开发结束整个系统测试整个系统测试按照设计的硬件平台编写软件按照设计的硬件平台编写软件软件测试通过软件测试通过选择处理器设计硬件平台选择处理器设计硬件平台否否是是遇到硬件问题遇到硬件问题修改硬件平台修改硬件平台否否是是单片机系统的开发流