嵌入式软件开发教程第二章.ppt

1、第二章嵌入式系统的设置修正方法、2.1嵌入式系统的一般设置修正流程、1、单片机系统、图2.1单片机系统的开发流程、单片机系统主要用于实现相对简单的控制。 单片机系统的设定修改相对简单，软件部分不需要嵌入式操作系统的支持，用汇编语言制作针对特定应用的程序即可。 二、嵌入式处理器系统、图2.2嵌入式处理器系统开发进程、嵌入式处理器系统通常包括CPU、存储器和丰富的外部接口，开发进程类似于在PC上开发应用程序开发过程的第一步是选择嵌入式处理器和硬件平台。 软件部分通常包含操作系统，开发人员可以在此基础上创建适当的应用程序，大大简化了开发过程，提高了系统的稳定性；二是嵌入式处理器系统、开发方式、 嵌入

2、式处理器系统的开发过程一般包括以下步骤的程序编译：使用专用编译器编译程序的软件模拟调试：使用SDK模拟软件的运行程序下载： JTAG/USB 硬件和软件测试、调试：以JTAG等方式协同调试程序的下载硬化：程序无误地下载到目标板。 二、嵌入式处理器系统、嵌入式处理器系统设置修正的关键问题、(1)嵌入式处理器的选择、是否使用应用成本消耗软件开发工具嵌入调试工具来提供评估板、处理器的选择直接由内存、外围一般来说，(2)OS的选择，OS的移植OS的内存要求OS的实时性支持的开发工具OS的裁断性开发者是否熟悉该OS和提供的APIOS是否提供硬件的驱动程序，例如网卡等，从80年代开始在选择编程语言时，往往

3、有很大的恣意性。 关于价格、获得的便利性等要素考虑的很多，关于语言本身的技术要素考虑的很少。 在此，对Ada、C/C、Modula-2、JAVA等现在广泛使用的几种高级语言进行了简单的分析比较。 Ada语言由于定义严格、易读、有丰富的库支持，与执行环境的联系少，执行特性优异。 c语言具有广泛的程序库支持，是目前嵌入式系统设置修订中使用最广泛的语言。 c是面向对象的编程语言，应用程序也很多，但是c制作的程序对象代码比c语言庞大复杂的情况很多。 Modula-2定义明确，支持丰富，具有良好的模块结构，广泛应用于教育科研。 Java语言比较年轻，但具有较强的跨平台特性，目前势头较强。 (3)编程语言

4、的选择、2.2传统的嵌入式系统设定修正方法、图2.4传统的嵌入式系统设定修正方法、传统的设定修正方法中存在的缺点、传统的嵌入式系统设定修正方法有简单但不可避免的缺点2 )在实际的设定修正过程中，通常有“硬件设定修正”的缺点3 )由于硬件设置修订是一边大致估计软件任务的需求一边进行的，因此缺乏对软件框架和实现机制的明确理解，硬件设置修订工作具有一定的盲目性。4 )整个系统的优化受到设置校正空间的限制，仅仅改善硬件和软件的各自性能，就不能对系统进行良好的综合优化，难以满足现代复杂且大规模的系统设置校正需要。图2.5嵌入式系统的软硬件协同设置修订过程、2.3嵌入式系统的软硬件协同设置修订方法、嵌入式

5、系统的软硬件协同设置修订过程、设置修订过程整体上是系统描述、软硬件划分、协同综合、协同模拟系统集成一些(1)系统描述系统描述使用一个或多个系统级描述语言对要设置的嵌入式系统的功能和性能进行全面描述，并且是构建系统的硬件和软件模型的过程。 系统建模可以由设置修订者用非正式语言、自然语言手动进行，但是手动进行的话，系统的记述容易变得不正确，选择适当的建模语言会给设置修订带来很多效果。 统一建模语言(UML )语言是一种强大的可视建模语言。 使用标准图形元素直观地显示模型中的信息，以便具有不同技术背景的开发人员和设计人员能够更好地进行交流。 (2)软件分区硬件功能分区是确定哪个系统功能是由硬件来实现

6、的，哪个功能是由软件来实现的。 理论上，各应用系统都存在适合这种硬件和软件功能的最佳组合，如何从系统需求出发，根据一定的指导原则和分配算法合理划分硬件和软件功能， (3)硬件和软件的协同集成基于系统的描述和硬件和软件的划分结果，在现有的设置修订规则和既定的设置修订目标的前提下，系统中的软件和硬件部分及其(4)协同模拟和验证协同模拟验证是验证系统设置修正准确性的过程。 评估设置修订结果的准确性，确保在系统实施过程中发现问题后不再重复修改。 在系统仿真验证过程中，由于仿真的工作环境与实际使用环境相差甚远，软硬件之间的相互作用方式和作用效果也不同，很难保证系统在实际环境中运行的可靠性，因此，当前系统

7、仿真的有效性有限。 硬件和软件协同设置修订领域的研究非常活跃，Berkeley、Princeton等知名大学由专业研究小组进行相关研究，在电子设置修订领域权威的学术会议DAC上每年都有相当篇论文召开关于硬件和软件协同设置修订的专业会议CODES 主要的EDA制造商(Cadence，Synopsys )现在发表了支持硬件和软件共同设定修订的工具的一部分，将硬件和软件的共同设定修订作为下一代的系统级EDA工具的重要技术。硬件和软件协同设置修订的特点，(1)硬件和软件协同设置修订采用统一的工具描述，合理地将系统的硬件和软件分开，分配系统的功能，在性能、成本、功耗等方面进行权衡，更加优化(2)硬件和软

8、件的协同设置修订方法采用了并行设置修订和协同设置修订的思想，提高了设置修订效率，缩短了设置修订周期。 (3)在系统级的设定、修正中，有在硬件和软件的部分使用统一描述语言和工具进行统一开发，跨越硬件和软件的界限进行系统的优化的能力。 (4)支持多领域专家的协同开发。 其核心思想是通过软件设置修订和硬件设置修订的交流，确保系统密切相关的两个部分设置修订不会早期独立。 与以往的设定修正方法相比，硬件和软件的协同设定修正可以提高设定修正抽象的水平，扩大设定修正的范围，采用硬件和软件的协同设定修正技术可以使嵌入式系统的设定修正更好，更快，2.4嵌入式系统的测试技术，组当前，在嵌入式系统的设置修订中，嵌入

9、式实时软件测试需要更好的测试方法和工具来代替硬件，以降低系统成本和提高灵活性。1、嵌入式软件测试方法，(1)要求根据白箱测试和黑箱测试、白箱测试检查程序的内部设置修订、源代码的组织结构查找软件缺陷。 由于嵌入式系统对高可靠性的要求，嵌入式软件测试与常规软件测试相比通常要求更高的代码识别率。 黑盒测试根据软件的用途和外部特性确定软件的缺陷。 嵌入式软件黑箱测试以系统的期望用途为重要依据，在要求中根据对负载、时机、性能的要求，判断软件是否满足这些要求规范。 为了确保正确的测试，还必须验证硬件和软件之间的接口。 (2)目标环境测试和主机环境测试在嵌入式软件测试中经常在目标测试和主机测试之间进行折衷。

10、 基于目标的测试耗费了大量的经费和时间，基于宿主的测试成本很小，现在的趋势是将更多的测试转移到宿主环境中来进行。 在主机环境中，可以进行逻辑和接口的测试、与硬件无关的测试。 在目标环境中，对定时问题进行白箱测试、中断测试和硬件接口测试。 二、嵌入式软件测试工具，(1)内存分析工具，内存分析工具用于处理存在于动态存储器分配中的缺陷； 目前有两种内存分析工具软件和硬件。 基于软件的内存分析工具会严重影响代码性能，并且可能严重影响实时操作。基于硬件的内存分析工具很昂贵，只能在工具定义的操作环境中使用。 (2)性能分析工具、性能分析工具提供数据，显示执行时间如何消耗、何时消耗以及每个实例所用的时间。 (3)GUI测试工具、GUI测试工具可以作为脚本工具在开发环境中执行测试用例，其功能包括记录和播放操作，捕获画面显示，以后进行分析、比较、设置和管理的测试过程。 有些嵌入式设备没有GUI，(4)复盖分析工具可以使用代码复盖分析工具跟踪进行白盒测试时执行了哪些代码。 目标分析工具提供有关功能目标、分支目标和条件目标的信息。 三、嵌入式系统测试策略、嵌入式软件测试各阶段有共同的策略：