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技術(shù)專題
嵌入式開發(fā)設(shè)計
嵌入式開發(fā)設(shè)計是由軟件和硬件兩部分組成，其中軟硬件要達到不同的功能，同時還要必須達到嵌入式開發(fā)設(shè)計的要求。所以要求設(shè)計者必須熟悉并能自如的運用這些領(lǐng)域的各種技術(shù)，才能使開發(fā)出來的產(chǎn)品達到最完美。
雖然嵌入式開發(fā)應(yīng)用的設(shè)計方案隨不同的領(lǐng)域不同的應(yīng)用，但是嵌入式開發(fā)設(shè)計的分析與設(shè)計方法也是遵循軟件工程的一般原則，許多成熟的設(shè)計方法和分析理念都是可以在嵌入式領(lǐng)域得到直接的應(yīng)用。嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)也是包括需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、出產(chǎn)品、測試等幾個基本階段，并且每個階段都有著自己的特征與重點。
嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的特點
與通常的系統(tǒng)設(shè)計相比，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計具有以下特點：
1、軟、硬件協(xié)同并行開發(fā)
2、微處理器的類型多種多樣
3、實時嵌入式操作系統(tǒng)具有多樣性
4、與通用系統(tǒng)開發(fā)相比，可利用系統(tǒng)資源很少
5、應(yīng)用支持少
6、要求特殊的開發(fā)工具
7、軟、硬件必須達到設(shè)計要求
8、調(diào)試
嵌入式開發(fā)設(shè)計挑戰(zhàn)
嵌入式開發(fā)設(shè)計所面臨的挑戰(zhàn)有以下幾個方面。
（1）硬件選型：嵌入式開發(fā)工程師不僅要選擇使用何種處理器，而且可以選擇存儲器的數(shù)量、所使用的外設(shè)等，因為設(shè)計不僅要滿足性能的需求，還要受到制造費用的約束，硬件的選擇十分重要
（2）如何滿足時限：使用提高處理器速度的方法使程序運行速度加快來解決時間約束的方法是不可取的，因為這樣會使系統(tǒng)的價格上升。同時，提高了處理器的時鐘頻率，有時并不能提高執(zhí)行速度，因為程序的速度有可能受存儲系統(tǒng)的限制。
（3）如何減少系統(tǒng)的功耗：對采用電池供電的系統(tǒng)，功耗是一個十分敏感的問題。對于非電池供電的系統(tǒng)，高功率意味著高散熱。降低系統(tǒng)功耗的一種方法是降低它的運算速度，但是單純地降低運算速度顯然會導(dǎo)致性能不能滿足，因此，必須認真設(shè)計在降低功耗的同時滿足性能的約束。
（4）如何保證系統(tǒng)的可升級性：系統(tǒng)的硬件平臺可能使用幾代，或者使用同一代的不同級別的產(chǎn)品，這些僅需要一些簡單的改變，設(shè)計者必須通過改變軟件來改變系統(tǒng)的特性，設(shè)計一種機器使它能夠提供現(xiàn)在仍未開發(fā)的軟件的性能。
（5）如何保證系統(tǒng)的可靠性：可靠性是產(chǎn)品銷售時一項重要的指標，產(chǎn)品能夠很好地工作是消費者的合理要求，可靠性在一些系統(tǒng)中尤為重要，如安全控制系統(tǒng)。
（6）測試的復(fù)雜性：測試一個嵌入式系統(tǒng)比僅僅輸入一些數(shù)據(jù)困難得多，所以不得不運行整臺機器以產(chǎn)生正確的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間是十分重要的，即不能離開嵌入式系統(tǒng)工作的整個環(huán)境來測試嵌入式系統(tǒng)。
（7）可視性和可控制性有限：嵌入式系統(tǒng)通常沒有顯示設(shè)備和鍵盤，這將導(dǎo)致開發(fā)者很難了解系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生了什么，也不能響應(yīng)系統(tǒng)的動作，有時候不得不通過觀察微處理器的信號來了解。在實時系統(tǒng)中，一般無法為了觀察而讓系統(tǒng)停機。
嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計方法
一個良好的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方法是十分重要的，這是因為：
（1）良好的設(shè)計方法可以使設(shè)計者清楚地了解他們所做工作的進度，這樣可以確保不遺漏其中的任何一項工作。
（2）允許使用計算機輔助工具幫助設(shè)計者進行工作，將整個過程分成幾個可控的步驟進行。
（3）良好的設(shè)計方法方便設(shè)計團隊的成員之間相互交流，通過定義全面的設(shè)計過程，使團隊里的每個成員可以很好地理解他們所要做的工作及完成分配給他們的任務(wù)時所達到的目標。