嵌入式系统的设计方法(具体设计)

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1、第2章嵌入式系统的设计方法讲授：韩洁琼Joan.hjq@163.com第2章嵌入式系统的设计方法1设计准则2设计步骤3开发平台4测试技术5主要性能6设计素材设计准则（1）1.1工程意识嵌入式系统设计是一个实际的工程问题，它需要以简洁、可靠和低成本的方式实现指定的目标，即完成预先确定的性能指标。工程项目则必须在指定的时间内取得成功，不允许失败，因此在实施过程中应尽可能地采用成熟的技术(技术可行性）。科学研究以发现事物内在规律为主要任务，是一种探索过程，它允许有失败、也允许有较长的研究时间。设计准则（2）1.2目标意识嵌入式系统通常是面向

2、特定应用的，只要完成指定的任务即可。在完成任务的前提下，多余的硬件、软件应该删除。设计准则（3）1.3成本意识设计者需要考虑产品的开发、生产和使用等环节中的综合成本；在开发阶段，需要考虑开发成本，如人力、时间、工具投入等费用；作为产品，它的生产成本应该控制在应用场合所允许的范围之内，否则即使完成了指定功能，也难以实际推广应用（性价比）；在使用过程中，维护、使用年限等潜在的成本应该在设计和开发阶段进行考虑。设计准则（4）1.4方案的合理性嵌入式系统的设计可以看作工程问题的解决方案，通常不可能达到最优的方案，但可以使解决方案是合理的、趋于

3、最优的。方案的合理性可以从所设计的系统是否能以简洁、可靠而较少的代价来完成指定功能的角度来衡量。设计准则（5）1.5平台意识嵌入式系统开发的平台资源包括各种开发工具（如仿真器、半成品用户板等）、已被验证的设计方案、功能模块和子程序等。平台意识是指技术人员在嵌入式系统设计和开发的过程中，尽可能地使用平台资源，以提高工作效率和所开发的嵌入式系统的质量；同时不断积累和发展平台资源。设计准则（6）1.6单片意识能用一个芯片完成的事，最好不要用多个芯片去做。如在设计系统时，有效地选择高集成度的微处理器等。第二讲嵌入式系统的设计方法1设计准则2设

4、计步骤3开发平台4测试技术5主要性能6设计素材用户需求分析编写任务说明书方案设计硬件电路制作软件程序编制资料总结软硬件联调性能测试合格？维护和改进现场试运行正常？设计步骤（1）嵌入式系统开发的流程图NoNo2.1需求分析1）主要了解用户对嵌入式系统功能的要求、使用场合，最好让用户能够提供详细的文档；2）同时需要了解用户对成本、所允许的开发时间，能提供的费用及相关开发条件（资料、人力、设备、场所）等相关信息。设计步骤（1）用户需求分析编写任务说明书方案设计硬件电路制作软件程序编制资料总结软硬件联调性能测试合格？维护和改进现场试运行正常？

5、设计步骤（2）嵌入式系统开发的流程图NoNo2.2编写设计任务书1）如果用户已提供详细的任务说明书，这一步可以省略。2）通常需要设计人员与用户协商，重新编写。要明确所需达到的功能、相应的指标以及测试、验收方法等。设计步骤（2）用户需求分析编写任务说明书方案设计硬件电路制作软件程序编制资料总结软硬件联调性能测试合格？维护和改进现场试运行正常？设计步骤（3）嵌入式系统开发的流程图NoNo2.3方案设计1）根据任务书的要求，考虑限制条件，初步提出几种可行的方案；2）对方案进行初步论证，如理论分析、计算，或部分电路的模拟实验；选择一种进行实施

6、；3）微处理器的选择是最关键的一步，需要考虑的方面：处理能力、开发环境、芯片的价格和货源、设计者的熟悉程度等；设计步骤（3）2.3方案设计4）功能分配把目标功能进行划分，部分让硬件完成，其余部分用软件来完成，并尽可能用软件代替硬件。5）设计方案的表达可用文字、结构示意图、数据表格等形式来描述硬件和软件两个方面的内容，按功能分层、逐步细化的方式进行表达，力求系统而详尽。（方案设计是知识含量最高的环节。依赖于设计者的知识积累程度和技术水平的高低）设计步骤（3）用户需求分析编写任务说明书方案设计硬件电路制作软件程序编制资料总结软硬件联调性能

7、测试合格？维护和改进现场试运行正常？设计步骤（4）嵌入式系统开发的流程图NoNo2.4硬件电路制作1）绘制原理图：Protel99（DXP）,Orcard,Pads20002）绘制制版图：要已知元件的封装3）线路板加工：目前外加工一般7－10天4）元器件采购：本地电子市场、外地邮购5）线路板焊接：需要掌握多种焊接方式6）初步测试：如电源电路、独立的模拟电路等（硬件制作与软件编程可同时进行)设计步骤（4）用户需求分析编写任务说明书方案设计硬件电路制作软件程序编制资料总结软硬件联调性能测试合格？维护和改进现场试运行正常？设计步骤（5）嵌入

8、式系统开发的流程图NoNo2.5软件编程1）选择编程语言：如汇编或C语言等，根据实际情况进行；2）选择操作系统：根据所设计的嵌入式系统的复杂的程度来确定；3）按层次分解任务（软件系统分析）：通常用框图把任务逐层分解成模块