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技術(shù)專(zhuān)題
嵌入式開(kāi)發(fā)設計
嵌入式開(kāi)發(fā)設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(shí)還要必須達到嵌入式開(kāi)發(fā)設計的要求。所以要求設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(kāi)發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品達到最完美。
雖然嵌入式開(kāi)發(fā)應用的設計方案隨不同的領(lǐng)域不同的應用，但是嵌入式開(kāi)發(fā)設計的分析與設計方法也是遵循軟件工程的一般原則，許多成熟的設計方法和分析理念都是可以在嵌入式領(lǐng)域得到直接的應用。嵌入式系統的開(kāi)發(fā)也是包括需求分析、系統設計、出產(chǎn)品、測試等幾個(gè)基本階段，并且每個(gè)階段都有著(zhù)自己的特征與重點(diǎn)。
嵌入式系統設計的特點(diǎn)
與通常的系統設計相比，嵌入式系統設計具有以下特點(diǎn)：
1、軟、硬件協(xié)同并行開(kāi)發(fā)
2、微處理器的類(lèi)型多種多樣
3、實(shí)時(shí)嵌入式操作系統具有多樣性
4、與通用系統開(kāi)發(fā)相比，可利用系統資源很少
5、應用支持少
6、要求特殊的開(kāi)發(fā)工具
7、軟、硬件必須達到設計要求
8、調試
嵌入式開(kāi)發(fā)設計挑戰
嵌入式開(kāi)發(fā)設計所面臨的挑戰有以下幾個(gè)方面。
（1）硬件選型：嵌入式開(kāi)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量、所使用的外設等，因為設計不僅要滿(mǎn)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(mǎn)足時(shí)限：使用提高處理器速度的方法使程序運行速度加快來(lái)解決時(shí)間約束的方法是不可取的，因為這樣會(huì )使系統的價(jià)格上升。同時(shí)，提高了處理器的時(shí)鐘頻率，有時(shí)并不能提高執行速度，因為程序的速度有可能受存儲系統的限制。
（3）如何減少系統的功耗：對采用電池供電的系統，功耗是一個(gè)十分敏感的問(wèn)題。對于非電池供電的系統，高功率意味著(zhù)高散熱。降低系統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(huì )導致性能不能滿(mǎn)足，因此，必須認真設計在降低功耗的同時(shí)滿(mǎn)足性能的約束。
（4）如何保證系統的可升級性：系統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(jiǎn)單的改變，設計者必須通過(guò)改變軟件來(lái)改變系統的特性，設計一種機器使它能夠提供現在仍未開(kāi)發(fā)的軟件的性能。
（5）如何保證系統的可靠性：可靠性是產(chǎn)品銷(xiāo)售時(shí)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，可靠性在一些系統中尤為重要，如安全控制系統。
（6）測試的復雜性：測試一個(gè)嵌入式系統比僅僅輸入一些數據困難得多，所以不得不運行整臺機器以產(chǎn)生正確的數據，數據產(chǎn)生的時(shí)間是十分重要的，即不能離開(kāi)嵌入式系統工作的整個(gè)環(huán)境來(lái)測試嵌入式系統。
（7）可視性和可控制性有限：嵌入式系統通常沒(méi)有顯示設備和鍵盤(pán)，這將導致開(kāi)發(fā)者很難了解系統內部發(fā)生了什么，也不能響應系統的動(dòng)作，有時(shí)候不得不通過(guò)觀(guān)察微處理器的信號來(lái)了解。在實(shí)時(shí)系統中，一般無(wú)法為了觀(guān)察而讓系統停機。
嵌入式系統的設計方法
一個(gè)良好的嵌入式系統設計方法是十分重要的，這是因為：
（1）良好的設計方法可以使設計者清楚地了解他們所做工作的進(jìn)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計者進(jìn)行工作，將整個(gè)過(guò)程分成幾個(gè)可控的步驟進(jìn)行。
（3）良好的設計方法方便設計團隊的成員之間相互交流，通過(guò)定義全面的設計過(guò)程，使團隊里的每個(gè)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(shí)所達到的目標。