软硬件开发

一、嵌入式软件特点

（1） 实时性：环境特定；快速启动

（2）异步事件的并发处理：多任务；随机性

（3）应用／操作系统一体化：VxWorks； Linux

（4）应用固化：不可修改性

（5）实用性：面向行业；定向开发

（6）适用性：可裁减，适应应用

（7）鲁棒性：容错

（8）够用即可：成本、资源

（9）可信性：安全、防危、可靠等

二、嵌入式软件开发过程各个阶段的任务划分

嵌入式开发应该具有以下的8个过程以及任务划分：

（1）确定嵌入式软件的需求：

确认功能需求： 基本功能/扩展功能，对应于软件功能的硬件

确认非功能需求： 外观、尺寸、功耗、成 本、实时、安全、可靠等面向开发者的需求选择

（2）微处理器和相关硬件设备

确定嵌入式处理器：应用规模、领域

确定功能硬件：处理器相关、应用功 能确定

确定目标板设计需求：配套芯片、外 观、尺寸、功耗、成本

（3）选择操作系统

确定来源：自己编写、使用现成的系统

确定选择：应用领域、实时 CPU支持、功能、成本、资源占用情况、语言支持

(4) 确定软件体系结构：核心因素

(5) 选择开发平台

确定开发平台：考虑操作系统、编码工具、仿真工具、调试工具

(6)嵌入式软件设计

确定软件设计：任务划分、约束（实 时、安全等）保障

(7)编码测试

编码，交叉编译、下载并且调试，进行测试

(8) 软件测试

基本方法：类似于一般软件测试

考虑特殊性、可靠性测试、实时性测试、并发性测试和资源占用测试

三、嵌入式软件开发方法

嵌入式软件开发方法有:

（1）语言描述

（2）形式化描述

（3）流程图

（4）结构图

（5）伪代码

（6）有限状态机

四、有限状态机的基本概念

（1）基本概念：有限状态机是一种以描述有限个状态在动作/事件行为驱动下，系统控制状态及其状态转移为主的数学模型有限状态机实现了以下两个基本功能：根据当前状态和输入条件决定状态机的内部状态转换；根据当前状态和输入条件确定产生输出信号序列。

（2）具体实现方法

在任意时刻，系统只能处于给定数量状态中的一个，当其接收到一个输入事件（动作）时，状态机产生一个输出，同时可能伴随状态的转移.

五、嵌入式软硬件协同设计流程

嵌入式软硬件协同设计流程如下：

（1）嵌入式系统的需求获取与需求分析

（2）软硬件功能划分，设计系统的体系结构：选择处理器 和相关外部设备，操作系统，开发平台以及软硬件的分割和 总体系统集成

（3）硬件的结构设计、软件的系统设计

（4）软硬件详细设计

（5）软件代码开发，软件测试与调试

（6）软硬件的联调和系统集成

（7）系统的仿真验证和测试

（8）实现最终系统

六、嵌入式系统的硬件可靠性设计

在设计硬件系统的时候，应先根据系统的性能指标和功能要求决定系统的结构形式、划分软硬件的分工，确 定具体电路形式及元器件选型等设计工作。应该考虑以下因素：

（1）简化方案

（2）避免片面追求高性能指标和过多的功能

（3）合理划分软/硬件功能

（4）尽可能用数字电路代替模拟电路

（5）变被动为主动

七、嵌入式系统的软件可靠性设计类型

嵌入式系统的软件可靠性设计一般有四种类型：避错设计、查错设计、改错设计和容错设计

八、嵌入式系统的硬件测试流程和软件测试流程

硬件调试

（1）通电前硬件检测：连线是否正确，电源是否短路以及元器件的安装情况。

（2）通电检测：观察电路有无异常状况（如冒烟现象）， 静态调试，动态调试。

（3）静态调试：一般指在不加输入信号，或只加固定的电平信号的条件下进行的测试，可用万用表测量各点的电位，与理论值比较，判断电路中 电压电流是否正常。

（4）动态调试：在电路中加入合适的信号，按信号的流向，顺序检测各点的输出信号，如若发现不正常现象，应分析其原因，并排除故障，再进 行调试，直到满足要求。

（5）环境测试，震动测试，产品外型测试等。

软件调试：

（1）?？椴馐裕ǖピ馐裕?完成对最小的软件设计单元的验证工作，只有在该基础之 上才能保证后续的测试工作。主要采用白盒测试技术，用来保证单元的最大覆盖率和发现编码和详细设计中的错误。

（2）集成测试： 是把经过单元测试的?？榘慈砑慕峁棺楹显谝黄鹱魑桓鱿低郴蛞桓鲎酉低忱醋酆喜馐?。主要是用来发现程序的架构和体系结构设计方面的错误。

（3）系统测试和确认测试： 将系统的测试软件系统和其他资源(硬件、人机交互信息 资源和数据库等)都综合起来构成完整的计算机应用系统进行测试的。

九、电磁兼容性

电磁兼容，是指设备或系统在电磁环境中性能不降级的状态。电磁兼容性，一方面要求系统内没有严重的干扰源，一方面要求设备或系统 自身有较好的抗电磁干扰性。