ARM嵌入式系统的开发

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1、第一章嵌入式系统基础知识1嵌入式系统的定义和应用领域2嵌入微处理器体系结构3嵌入微处理器的结构和类型45嵌入式系统的组成嵌入式系统的设计与开发嵌入式系统基础知识嵌入式系统设计的特点嵌入式系统的开发流程嵌入式系统开发调试环境1.5嵌入式系统的设计与开发嵌入式系统设计的特点嵌入式系统的开发流程嵌入式系统开发调试环境1.5嵌入式系统的设计与开发1.5.1嵌入式系统设计的特点1嵌入式系统通常是面向特定应用的系统；2嵌入式系统的硬件和软件都必须高效地设计，量体裁衣、去除冗余；3嵌入式系统设计需要交叉开发环境；4嵌入式系统的程序需要固化；5嵌入式系统的软件开发难度较大；6嵌入式系统还需要提供强大的硬

2、件开发工具和软件包的支持，需要设计者从速度、功能和成本综合考虑。嵌入式系统的开发通常采用“宿主机/目标机”方式。宿主机（Host）是一台通用的计算机，一般是PC机。它通过串口或网络连接与目标机进行通信。目标机（Target）常用在嵌入式系统的开发过程期间。目标机可以是嵌入式系统的实际运行环境，也可以是能替代实际环境的仿真系统。交叉开发环境--“宿主机/目标机”方式交叉开发环境--“宿主机/目标机”方式首先，利用宿主机上丰富的设备资源以及良好的开发环境来开发和仿真调试目标机上的软件。通过UART接口或Ethernet接口将交叉编译生成的目标代码传输并下载到目标机上，并用交叉调试器在实时内核

3、/操作系统或监控程序的支持下进行实时分析和调试。最后，目标机在特定的环境下运行。嵌入式系统开发人员以应用专家为主通用计算机开发人员一般是计算机科学或计算机工程方面的专业人士；嵌入式系统则是要和各不同行业应用相结合，其开发人员应是各应用领域专家。构件化嵌入式系统设计的特点嵌入式系统的开发流程嵌入式系统开发调试环境1.5嵌入式系统的设计与开发问题：功能、性能要求价格、开发周期等约束设计：选择折衷分析比较计算评价嵌入式系统方法工具1.5.2嵌入式系统的设计流程1.5.2嵌入式系统的设计流程系统体系结构设计系统需求分析(规格说明书)系统执行装置设计系统硬件结构设计系统软件功能设计系统集成(联调)

4、系统综合测试产品系统设计从系统需求分析开始；第二步是规格说明，在这一步我们对需设计的系统功能进行更细致地描述，这些描述并不涉及系统的组成；第三步是系统结构设计，在这一阶段以大的构件为单位设计系统内部详细构造，明确软、硬件功能的划分；第四步是构件设计，它包括系统程序模块设计、专用硬件芯片选择及硬件电路设计；第五步是系统集成，在完成了所有构件设计的基础上进行系统集成，构造出所需的完整系统。需求分析用户要求；规格说明做什么；体系结构如何做；GPS导航仪GPS导航仪是一种手持设备，该设备为用户（如汽车驾驶员）显示他当前所处位置周围的地图；显示的地图内容应随用户以及该设备所处位置的改变而改变。该设

5、备从GPS上得到其位置信息，移动地图的显示看起来应类似纸张上的地图。(1)需求分析作用使用户和设计者有效交流、沟通，明确设计目标设计者－设计什么？有哪些要求？用户－将得到的系统是什么样的？目标形成需求文档内容功能性需求做什么？输入,输出,功能，……非功能性需求其他属性性能，价格，系统的尺寸和重量，功耗……为了方便分析一个较大规模系统的需求时可以考虑使用填写一个简单的表格来确认需求GPS导航仪系统:示例项目说明名称GPS导航仪目的为司机等用户提供图形状的移动地图输入一个电源开关、两个操作按钮、GPS信号输入输出LCD显示器，分辨率为400×600功能可接5种GPS接收器；三种用户可选的地图

6、比例；总是显示当前经纬度性能0.25秒内即可更新一次屏幕，常温下工作生产成本1500元（人民币）功耗四节电池供电应连续工作8小时，功耗约100mW尺寸和重量尺寸不大于20cm×30cm，重量不大于0.25公斤(2)规格说明规格说明与需求的比较需求的提炼是可用来创建体系结构的关于系统的更详尽、更精确、更一致的描述目标形成规格说明书内容包含系统体系结构设计的足够信息手持GPS设备的规格说明从GPS卫星接收到的数据地理信息数据库用户界面必须执行的满足客户需求的操作保持系统运行所需的后备动作，如对GPS接收模块的操作(3)体系结构设计体系结构是系统整体结构的一个规划和描述，设计完成之后用于构建整

7、个体系结构的构件。体系结构描述了系统如何实现所述的功能和非功能的需求，包括对硬件、软件和执行装置的功能划分以及系统的软件、硬件选型等。一个好的体系结构是设计成功与否的关键。作用实现系统的蓝图，系统整体结构的一个计划目标形成结构设计文档内容系统分析系统软硬件整体结构的设计软硬件划分标准构件和自行设计构件的确定嵌入式系统设计的大部分工作集中在软件设计上，采用面向对象技术、软件组件技术、模块化设计是现代软件工程经常采用的方法。(3)体系结