51单片机课件第11章

第11章嵌入式系统

嵌入式系统（EmbeddedSystem）是嵌入到应用对象系统中的专用计算机系统，包括微控制器MCU(单片机)、微处理器MPU、数字信号处理器DSP和嵌入式片上系统SOC等。它们都得到迅速发展和广泛应用。11.1嵌入式系统概述嵌入式系统(EmbeddedSystem)是当今最热门的概念之一,单片机是嵌入式系统中重要组成部分。嵌入式系统是随着计算机技术的发展应运而生的。电子计算机诞生于1946年,1971年Intel公司推出了世界上第一块微处理器4004,进入微型机时代。从应用角度,计算机形成两大分支:一类是通用计算机系统，如个人计算机、服务器、工作站等;一类是嵌入式计算机系统,嵌入到应用对象中的专用的计算机系统。嵌入式系统将计算机硬件和软件结合起来,构成一个专门的计算装置，作为一个应用系统或电子设备的一部分，嵌入在其中，以完成特定的功能或任务。11.1.1嵌入式系统的定义根据IEEE定义,嵌入式系统(EmbeddedSystem)

是“控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置”(devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment.machineryorplants.）。普遍认可的定义是：

嵌入式系统是计算机系统软件和硬件的综合体,以应用为中心,以计算机技术为基础,软件、硬件可裁减,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统是面向应用的技术,具有很强的专用性，它和具体的应用密切相结合,而且大多数的最终结果是面向用户的产品。嵌入式系统是基于计算机技术,将微电子、电子、自动化、仪器仪表、多媒体技术等集成在一起的系统,

将这些技术融于应用之中,不断创新、不断发展。嵌入式技术是将计算机的软件和硬件紧密结合的技术。它根据具体的应用对象,根据对系统性能、可靠性、成本、体积等要求,可以对软硬件配置进行合理剪裁。由于嵌入式系统的迅速发展，涉及到越来越多的应用领域，使它成为当代非常热门和发展很快的技术之一。

11.1.2嵌入式系统的特点1.高度集成性是多种技术和知识高度集成的系统，是硬件和软件高度集成的系统,是将系统和应用高度集成的技术。2.应用专用性它为特定的应用服务的,和具体应用有结合一起。使得其应用广泛，种类繁多。3.软件固化性软件作为固件,固化在ROM中，程序直接在ROM芯片上运行。是软硬件一体化的系统，4.实时性支持实时的控制任务。强大的中断处理机制,实时操作系统RTOS，支持多任务实时操作。5.高可靠性。小型化和高可靠性。11.1.3嵌入式系统的应用1.工业控制2.交通管理3.信息家电4.智能家居管理5.电子商务6.机器人7.智能仪器仪表8.航空航天和军事领域

从某种意义上看，嵌入式系统已经是无处不在、无时不有的设备了。11.2嵌入式系统的硬件11.2.1嵌入式系统的构成11.2.2嵌入式系统的硬件嵌入式系统的硬件包括所有能实现嵌入式应用的计算机系统,形式上可分为系统级、板级和器件级产品。系统级产品包括各种总线方式的工控机、嵌入式工控PC机、PC-104标准嵌入式PC机及用作无盘工作站的瘦客户机等及工业上可编程逻辑控制器PLC。板级系统典型产品是单板机,包括各种带CPU和程序存储器的主板及配套OEM产品。板级产品采用小板结构,部件间用接插件连接,利用半导体存储器,构成体积小、可靠性高的一个嵌入式的计算机系统。嵌入式系统发展最快的是器件级的产品，它包括微控制器MCU（单片机）、微处理器MPU、数字信号处理器DSP和嵌入式片上系统SOC。11.2.3微控制器MCU

微控制器(MCU)技术,即单片机(SingleChipMicrocomputer)技术。嵌入式应用是从单片机开始。随着VLSI技术发展,将CPU、一定容量存储器和定时器、接口等集成在一个芯片中,就形成了单片机。只用单片机和少量外围电路就构成实用的嵌入式机系统。

1974年美国仙童(Fairchild)公司首先推出8位单片机F8,1976年开始,Intel公司MCS-51为代表,相继诞生了Intel公司8051系列、Motorola公司MC6801、MC6805系列、Zilog公司Z8系列等8位单片机。1982年以后,推出了16位单片机。90年代以来,各大公司相继发展成系列单片机产品,单片机的应用越来越广泛。11.2.4嵌入式微处理器EMPU嵌入式微处理器EMPU(EmbeddedMicroProcess

Unit)是由通用计算机中的CPU演变而来形成。它能处理32位以上的数据,但只保留了与嵌入式应用密切相关的功能硬件,以最低的功耗和资源实现了嵌入式应用的特殊要求。具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点。这类嵌入式系统一般都有良好的开发环境和操作系统支持。目前主要的32位、64位的嵌入式微处理器包括有：

ARM技术、MIPS技术、PowerPC技术、X86技术和MC68K/Coldfire技术等微处理器产品。1.ARM处理器技术

ARM的16位/32位嵌入式处理器技术是世界上应用最为普遍的嵌入式微处理器结构。

ARM公司(AdvancedRISCMachines,Ltd.)是世界上最大的一家知识产权公司,1990年11月在英国剑桥成立。它通过出售芯片技术的授权,建立一种新型的微处理器设计、生产和销售的商业模式,取得极大的成功。采用ARM技术IP核的微处理器遍及各类电子产品。

ARM知识产权授权的用户众多,包括Intel,IBM,LG半导体,NEC,SONY,PHILIPS和NS等大半导体公司，微软等知名的软件公司和实时操作系统(RTOS)开发商。也包括电子设计自动化和工具供应商、应用软件公司、晶片制造商和设计中心等。

ARM微处理器的特点：

体积小、低功耗、低成本、高性能；支持16位Thumb和32位ARM双指令集,兼容8/16位

大量使用寄存器，指令执行速度更快；指令长度固定，寻址方式简单灵活，执行效率高；

全球有众多的合作伙伴。基于ARM处理器核的典型产品如下：

Intel公司的StrongARM的系列：SA-110等；

Philips公司的ARM产品：LPC2106/2105/2104等；

Samsung公司的ARM系列：S3C2400、S3C3410等

Atmel公司的AT91系列：AT91RM9200等；

CirrusLogic公司的ARM系列：EP7209、7211等；

Aplio公司的ARM系列：Aplio/TRIO；等等。ARM处理器目前有5个系列产品：ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10、ARM11和Coretex系列。其中。ARM7为低功耗的32位核,最适于要求低成本低功耗的产品,又分为适用于实时环境的ARM7TDMI、ARM7TDMI-S,适用于开放平台的ARM720T,以及适用于DSP运算和支持Java的ARM7EJ等。采用ARM技术的IP核在很多应用领域已经取得或正在取得很大的成功。它们包括：无线通信/PDA（掌上电脑）、蓝牙技术、宽带联网技术、消费电子（音频播放器、数字机顶盒等）、汽车电子、影像设备、安全产品、智能卡技术等。

2.MIPS

处理器技术

MIPS(MicroprocessorWithoutInterlockedPipelineStages)是MIPS公司开发的嵌入式32位和64位处理器内核标准。MIPS公司是一家设计制造高性能32位/64

位嵌入式微处理器的厂商。先后发布了MIPS32和

MIPS64架构标准,陆续开发出高性能、低功耗的32位处理器内核MIPS324Kc与高性能64位处理器内核

MIPS645Kc,MIPS6420Kc系列和低端SmartMIPS.

MIPS芯片广泛应用于高性能低功耗片上系统等,如:

掌上电脑、信息家电、数字信息管理等；智能电话、可视电话、手机、3G手机等；数码相机、数码摄象机、机顶盒、DVD播放器等；打印机、复印机、传真机、扫描仪等；自动化系统、仓储系统、导航系统(GPS)、图形系统、ATM终端等。MIPS公司32位嵌入式微处理器MIPS32的特性:

与ISA的MIPSI、N和MIPSⅡYM指令体系兼容增强的状态传送和数据预取指令；标准的DSP操作：乘(MUL)、乘加(MADD)及

CountleadingI/O(CLI/O)；优先的CacheLoad/Control操作；

稳定的3操作数Load/StoreRISC指令体系；

可选的浮点数支持，可选的存储器管理单元，可选的Cache；

向上与MIPS64N体系兼容；

增强的JTAG(EJTAG)提供不受干扰的调试支持3.PowerPC处理器技术

PowerPC架构特点是可伸缩性好,应用灵活方便.PowerPC处理器的品种很多，既有通用的微处理器，又有嵌入式控制器和内核。

PowerPC微处理器的应用范围非常广泛，从高端的工作站、服务器到桌面计算机系统，从消费类电子产品到大型通信设备等各个方面。基于PowerPC嵌入式处理器有：

IBM公司的PowerPC405和PowerPC440。

Motorola公司的MPC823e等。

IBM公司PowerPC405是集成了10M/100M以太网控制器、串行和并行端口、内存控制器以及其它外设接口的高性能嵌入式处理器。它是专门用于网络设备的高性能嵌入式处理器；应用程序源代码兼容其它PowerPC处理器；最高可达133MHz外频的

64位CoreConnect体系结构；提供具有创新意义的

CodePack代码压缩技术；可定制SoC设计等特性缩短设计时间。

Motorola公司MPC823e

是一个高度综合的片上系统,它结合了PowerPC核心、通信处理器、显示控制器等功能。使用带有大量数据和指令高速缓存的双处理器结构,使用RISC整数处理器和特殊的32位标量RISC通信处理器来提供高性能。4.X86系列处理器技术

X86系列处理器起源于Intel公司8080架构,基于X86

处理器核的嵌入式微处理器是以嵌入式应用为目标，形成了嵌入式微处理器EMPU。包括有：

GeodeSP1SC10

它具有非妥协网络访问、硬件

MPEG-2音频和视频解码器,TV解码器,Modem,10M/100Mbps以太网、各种固化的通信和外设接口。高度集成的X86SOC系列。

ST微电子公司的STPC系列,最新的3个产品为：

STPCElite:应用网络设备的“服务器产品引擎”;

STPCConstumer-Ⅱ：“TV产品引擎”;

STPCArias：“网络产品/终端引擎”。5.MC68K/Coldfire处理器技术

Motorola公司的MC68K/Coldfire技术也是应用很多的产品。其中,Motorola公司的68000是出现比较早的一款嵌入式处理器,最初曾用于Apple公司的Machitosh计算机上,SUN公司也把它用在其早期的工作站上。现在,该款芯片已完全用于嵌入式系统了。

1994年Motorola公司推出了基于RISC结构的68K/ColdFire系统微处理器。目前,基于该架构的嵌入式微处理器主要有MCF5272，它基于第2代的ColdfireV2核心，是迄今速度最高的V2性能芯片。MCF5272共用68K的编程模式，并为通信外围设备组的需要提供了更高性能的选择。11.2.5嵌入式数字信号处理器DSP

DSP处理器(DigitalSignalProsessor)是专门用于数字信号处理运算的处理器。在系统结构和指令算法方面进行特殊设计，采用哈佛结构和专用的硬件乘法器；提供快速的离散时间的信号处理指令，使得具有很高的编译效率和非常快的指令执行速度。嵌入式DSP数据处理速度快、良好的实时特性、方便的硬件软件接口。在通信,声音,图像处理方面,在数字滤波,频谱分析等仪器上，得到广泛应用。广泛应用的有德州仪器公司TI的TMS320系列和

Motorola公司的DSP56000系列等产品。

Intel公司的MCS-296和Siemens的TriCore等。6.嵌入式片上系统SOC

嵌入式片上系统SOC(SystemOnChip),是在单一硅芯片内实现一个复杂的计算机系统。有时也特指一些具有专门功能、实现复杂功能的VLSI芯片。

SOC系统设计时,可大量使用已有的IP核,大大缩短开发周期。由于IC工艺发展,使得芯片体积缩小,功耗、可靠性也得到提高。

SOC技术实现软件、硬件无缝连接。它不仅将绝大部分系统在芯片内构成。而且芯片内直接嵌入操作系统代码模块，软硬件密切配合，

SOC产品是专用的,有少量的通用系列产品。

Altera、Xilinx等公司提出了基于PLD、FPGA的

SoPC(SystemonProgrammableChip)。11.3嵌入式系统的软件嵌入式系统的软件包括有嵌入式操作系统、一系列的支撑软件等系统软件，和在此基础上开发出的各种应用软件。从其功能上划分，嵌入式系统的软件可分为:

处于软件和硬件之间的中间层(硬件抽象层)、嵌入式操作系统及应用平台最外层的应用程序。11.3.1硬件抽象层又称板级支持包BSP(BoardSupportPackage),是操作系统与目标硬件环境的中间接口,实现对操作系统的支持，它具有很强的对硬件的相关性，包含大量的与处理器和设备驱动相关的代码和数据结构。开发一个性能稳定可靠、可移植性强、可配置性好、规范化的板级支持程序包将大大提高嵌入式操作系统的功能，并将极大地缩短开发周期、减少开发成本。

BSP的功能包括有：⑴.在系统启动之初，完成系统加电复位、初始化各种设备、对设备的中断、CPU的寄存器和内存区的分配、装入操作系统等。对硬件系统初始化时,应完成如下的工作：把系统程序代码定位到CPU跳转执行的内存入口处.

根据启动时硬件要求，将CPU设定为特定状态。内存初始化,分别安排代码、数据、堆栈等不同区域.

如果有嵌入式操作系统，需要将操作系统的代码或有关数据加载到RAM中。在操作系统初始化前，将硬件置为原始静止状态。⑵.为上层软件访问硬件提供驱动程序的函数包，使其能与硬件更好地配合运行。驱动程序经常要访问设备的寄存器，并对其进行操作。

为驱动程序提供访问硬件手段,要完成以下工作：将中断服务程序和向量表挂载,以正确完成中断响应.创建设备对象，将硬件设备描述为包含硬件主要参数的数据结构，使得上层软件可以直接访问它。为驱动程序提供访问硬件设备寄存器的函数和可重用性措施。11.3.2嵌入式操作系统嵌入式操作系统EOS(EmbeddedOperatingSystem)是支持嵌入式系统应用的操作系统软件。包括有与硬件有关的底层驱动程序、操作系统的内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面等。作用是负责嵌入式系统全部软件、硬件资源的分配、进程的调度、控制和协调并发的活动。具有通用操作系统基本特点,能有效地管理系统资源,提供库函数、驱动程序、工具集及应用程序等。能够通过剪裁和装卸某些模块达到应用系统要求的功能。在实时性、和硬件的密切相关性、软件的固化以及应用的专用性等方面具有突出的特点。嵌入式操作系统的特点：小巧：软件固化在ROM中,小巧以满足硬件限制。实时性：系统工作要求实时性很强，大部分是使用嵌入式实时操作系统RTOS。可装卸：能够根据不同应用进行装配装卸和剪裁，提供一个开放性、可伸缩性的体系结构。代码固化：系统和应用软件都被固化于ROM中。交互性弱：人机交互功能比较弱,不提供操作命令.

稳定性强：连续运行，有较高的稳定性。接口统一：接口有统一标准，为嵌入式应用软件的运行提供和操作系统平台无关的环境。实时嵌入式操作系统RTOS和非实时嵌入式操作系统实时操作系统RTOS面向工业控制、通信等应用。这类实时嵌入式操作系统有：美国风河公司(WindRiver)设计开发的VxWorks，

ISI公司pSOS，QNX系统软件公司的QNX，

ATI公司的Nucleus等。非实时嵌入式操作系统应用消费电子产品中,有个人数字助理PDA,移动通信(手机),机顶盒,电子图书等.

这类非实时嵌入式操作系统有:

微软公司的WindowsEmbedded

产品家族，嵌入式操作系统μcLinux等。实时系统RTOS

两个重要特性：实时性和可靠性。实时性标准常用“系统响应时间”来衡量。可靠性标准常用平均无故障运行时间MTBF衡量。主要功能是任务(进程)管理,任务间同步和通信,存储器管理,实时时钟服务,中断管理和外设的管理。

RTOS多任务.任务可并发执行。常用的任务调度算法为:优先级加轮询,非抢占式优先级调度,按优先级抢占的调度算法。任务间通信与同步机制为:邮箱,队列,信号量,事件标志.基于任务的设计可扩展,可管理,提高可性.RTOS一般可裁减、移植，适用于多种硬件环境，可以和应用程序一起固化到应用程序中。1.WindowsCE

WindowsCE是微软公司开发的开放,可升级的32位嵌入式操作系统。先后推出了

CE1.0、

CE3.0、WindowsNTEmbedded4.0、带有ServerApplianceKit的Windows2000、WindowsCE.NET等。

WindowsCE的优势,因为人们对Windows的熟悉。

WindowsCE建立在流行的X86结构，可以很灵活地设计硬件，可供选择的外设驱动程序相当多。微软公司提供了有WindowsEnbeddedStudio开发工具。许多软件开发商可以提供现成的应用程序。

WindowsCE系统代码量大,价格高,实时响应差等缺点。需要购买开发软件,产品还要交纳专利使用费。

2.VxWorks

VxWorks是美国风河公司(WindRiverSystem公司)

开发的高性能、可裁减的实时嵌入式操作系统.

它以高性能的内核、良好的可靠性和卓越的实时性被广泛应用于通信、军事、航空、航天等高精尖技术中。美国的F-16、F-18战斗机、B-2轰炸机和爱国者导弹,以及美国JPL实验室研制的两次在火星表面登陆的著名“索杰纳”火星车都采用了该操作系统。基本组成包括Wind内核、I/O系统、文件系统、板级支持包BSP、高级网络支持及系统应用等部分。它占用很小的存储空间,支持高度裁减,保证系统的高效率运行。

VxWorks主要特点表现在以下几方面：支持的CPU：PowerPC、68K、CPU32、Space、

i960、X86、MIPS等，也支持RISC、DSP技术。它的微内核Wind支持快速多任务切换、抢占式任务调度、多样化的任务间通信等。较好的可剪裁能力,可剪裁的组件超过80个。用户可根据目标功能要求,通过交叉开发环境进行配置。支持应用程序动态连接和动态下载,缩短调试周期。较好的兼容性。和POSIX标准兼容,提供1003.1b标准接口。POSIX是ISO/IEEE标准的有关操作系统的软件标准。高可靠性、高可用性和高安全性。

3.其它商用嵌入式操作系统

QNX是加拿大QNX软件系统公司的一个实时,微核,

基于优先级,消息传递,抢占式多任务,多用户,具有容错能力的、可扩充的实时嵌入式操作系统。

pSOS是IntergratedSystem公司提供的模块化,高性能的RTOS.提供基于开放系统的标准多任务环境。

PalmOS是著名网络设备制造商3COM下的Palm掌上电脑公司产品—Palm使用的一个嵌入式操作系统.

NucleusPLUS是美国最大源代码操作系统商ATI公司(现为MentorGraphicsESD)推出的新一代RTOS.

实时响应,抢先,多任务,源代码开放特性,广泛应用。我国“女娲”计划推出自主版权的Hopen实时多任务操作系统等。源代码开放（C代码）的嵌入式操作系统:4.嵌入式操作系统μcos/Ⅱ

嵌入式操作系统μcos/Ⅱ全文为“microCOS2”，即微控制器操作系统版本2。它是由J·Labrosse先生编写的一个免费的源代码公开的实时嵌入式内核，它提供了实时系统所需要的基本功能，是一个完整的、可移植的、可固化的、可剪裁的占先式实时多任务的内核。其核心代码短小精悍，如果针对硬件进行优化，还可以获得更高的执行效率。

μcos/Ⅱ内核主要功能是解决任务调度、任务管理,

时间管理、任务间的通信与同步、内存管理等。

μC/OS—Ⅱ主要特点是：源代码公开.很容易应用于不同的硬件平台上。可移植性.大部分代码用ANSIC写成,可移植性强,

可在大多数处理器、数字信号处理器上运行。可自己编写移植代码,网站可下载处理器的移植代码。可裁剪性.可针对自己的硬件优化代码,实际代码最少2.7KB.用户可以自己添加所需要的各种服务。支持抢占式多任务,最多管理优先级不同的64个任务.

按抢占式多任务系统设计。提供时间管理服务,提供四种同步对象：信号量、邮箱、消息队列和事件。可固化.把连续的大块内存按分区管理。其包含全部功能的核心部分代码只占用8.3KB。实用和可靠性。μC/OS—Ⅱ是一个实时操作系统的内核，只提供了基本功能。没有提供API函数接口，需要用户自己添加所需要的各种工作。目前已有第三方为μC/OS-Ⅱ开发的文件系统、

TCP/IP协议栈、用户显示接口等。目前移植实例包括：

Intel公司的80x86、8051、80196等，

Motorola公司的PowerPC、68K、CPU32等，

TI公司的TMS320系列，Zilog公司的Z-80、Z-180，

及AnalogDevice公司,ARM公司,日立公司,三菱公司,

飞立浦公司和西门子公司的各种微处理器。5.嵌入式操作系统μcLinux

μcLinux(Micro-Control-Linux)是对微控制领域设计的Linux系统,源代码开放并且遵循GPL协议。它从Linux移植过来,现在广泛应用于嵌入式设备。

μcLinux是专门面向MCU的,高度优化、代码紧凑的嵌入式Linux.体积小,保持了Linux的多数优点：稳定,良好的移植性,优秀的网络功能,完备的对各种文件系统的支持,以及标准丰富的API。包含丰富的功能,包括文件系统、各种外设驱动程序、通信模块、TCP/IP、PPP、HTTP，甚至WEB服务器的代码。已经移植在几乎所有的硬件平台上。

μcLinux的代码可以从网上获得，进行模块移植。

μcLinux的主要特点有：源代码开放,遵循GPL协议,众多开发人员和爱好者.

内核精小,是高度优化的,代码紧凑的嵌入式操作系统.内核小于512KB,内核加文件系统小于900KB。丰富的软件支持,保持了Linux标准丰富的API函数，功能包括文件系统,各种外设驱动程序,通信模块、

TCP/IP、PPP、HTTP，甚至WEB服务器的代码。优秀的网络功能.支持TCP/IP和其它的网络协议。稳定可靠而且高效。应用领域很广，主要用于信息家电、PDA、机顶盒、数据网络、远程通信、医疗电子、交通运输、各种计算机外设、工业控制、航空/航天领域等。11.3.3应用程序位于嵌入式系统层次结构的最顶层。由基于嵌入式操作系统之上开发的应用程序组成,完成对被控对象控制功能。直接与最终用户交互,需要一个友好的人机交互界面.

开发过程:首先在通用计算机(PC机)集成开发环境中编程,通过交叉编译和链接,转换成可运行的二进制目标代码。通过调试系统验证和调试无误后，将程序下载固化到目标平台上运行，完成程序设计。在设计过程中，合理地安排各个层次之间的功能。对实时性要求的系统,要严格控制各层间响应时间。要优化使用硬件资源,按照软件工程的规律,遵循并各种标准和规范，满足系统的要求。11.4嵌入式系统的设计过程

两种方法：自顶向下和自底向上的设计方法。自顶向下的设计方法是从系统的需求开始,提出规格要求,进而对系统的体系结构进行设计,在此基础上构造硬件和软件模块,完成所需要的完整的系统。它可以观察系统的全貌,符合软件工程的设计方法。自底向上的设计方法从构成系统的各个构件开始入手,在设计的每个阶段是根据对后面要发生的情况进行估计来确定设计。如果分析的不够充分,那么还会需要回头来修改原先的设计,把新的内容考虑进去。以下，介绍自顶向下的设计过程嵌入式系统设计中除了功能实现外,还要解决以的问题：硬件的开销,关乎系统成本。系统总体的速度和时限，它是整个系统的重要指标。系统的功耗,对便携式设备尤为重要,也和可靠性有关。友好界面，友好的用户交互界面、可视性、可控性是嵌入式系统的重要特点。系统的可靠性和升级能力等嵌入式系统设计过程1.需求分析在设计一个系统之前,必须搞清楚是要设计什么。设计的最初阶段,首先要从用户那里收集系统的非形式描述，即用户的需求信息。然后，根据这些进行提炼、截取,以此来设计系统的结构和各部分构件。由于用户通常不是嵌入式系统专业人士,他们对系统需求的描述和设计人员所需信息之间会有较大的距离,这就需要设计人员做工作。要将用户的需求描述中获取一组一致性的需求，以结构化的方法，从中整理出设计人员所需要的描述信息。

2.规格说明根据用户提供的需求信息,整理出正式的规格说明。规格说明书起到技术合同的作用,要力求准确地反映出用户的需求,并作为设计时必须遵循的要求。用户需求包括功能和非功能部分,在规格说明中，要包括系统的基本功能,还要有非功能的需求,包括有：性能。系统的处理速度必须加以考虑。价格。销售价格或产品最终成本也是主要因素。系统的尺寸和重量。特别是手持设备有严格限制。功耗。对于电池供电的设备，电源、电池寿命是十分重要的，必须加以规定。规格说明必须明晰,不能有歧义,以便其他人员也可以来验证是否符合系统需求。3.体系结构设计体系结构设计是在规格说明基础上完成,是设计的第一阶段。作用是描述系统怎样去实现那些