摘要：本文分析了嵌入式系統(tǒng)軟件的特點和開發(fā)設(shè)計的瓶頸,提出建立統(tǒng)一的嵌入式軟件系統(tǒng)框架來解決嵌入式系統(tǒng)軟件的開發(fā)。關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng);嵌入式軟件;軟件系統(tǒng)框架;操作系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)硬件與軟件發(fā)展的不平衡嵌入式系統(tǒng)是整合了計算機硬件和軟件的集合體,它是通過可編程器件的計算和控制能力完成特定功能的系統(tǒng)。越來越多的嵌入式系統(tǒng)要求有連接網(wǎng)絡(luò)、多媒體信息處理和無線移動通信的能力。然而,飛速發(fā)展不斷有突破的嵌入式系統(tǒng)
摘 要： 本文分析了嵌入式系統(tǒng)軟件的特點和開發(fā)設(shè)計的瓶頸,提出建立統(tǒng)一的嵌入式軟件系統(tǒng)框架來解決嵌入式系統(tǒng)軟件的開發(fā)。
關(guān)鍵詞： 嵌入式系統(tǒng);嵌入式軟件;軟件系統(tǒng)框架;操作系統(tǒng)
嵌入式系統(tǒng)硬件與軟件發(fā)展的不平衡
嵌入式系統(tǒng)是整合了計算機硬件和軟件的集合體,它是通過可編程器件的計算和控制能力完成特定功能的系統(tǒng)。越來越多的嵌入式系統(tǒng)要求有連接網(wǎng)絡(luò)、多媒體信息處理和無線移動通信的能力。然而,飛速發(fā)展不斷有突破的嵌入式系統(tǒng)硬件技術(shù)與相對發(fā)展較慢的軟件技術(shù)形成明顯對比。
認為摩爾定律很快會遭遇物理極限的預(yù)測不斷被突破,半導(dǎo)體工藝正在向納米級進軍,使計算器件集成度更高、速度更快、體積更小、功耗更低。隨著系統(tǒng)芯片(
SoC)技術(shù)的發(fā)展和成熟,越來越多的嵌入式系統(tǒng)將采用硅知識產(chǎn)權(quán)(
SIP),利用ASIC或半定制器件(FPGA/CPLD)技術(shù)把
CPU核和外圍器件整合到一個芯片中。這將極大的提升硬件系統(tǒng)設(shè)計的靈活性、可靠性,以及提高硬件開發(fā)的速度和降低系統(tǒng)的成本。
硬件技術(shù)的飛速發(fā)展和體系結(jié)構(gòu)的不斷改進,在很長一段時間內(nèi)對嵌入式系統(tǒng)軟件工程師而言,似乎并未產(chǎn)生很大影響,他們?nèi)匀谎赜脗鹘y(tǒng)的軟件設(shè)計方法和調(diào)試方法。近幾年,隨著硬件復(fù)雜性的增加和對系統(tǒng)功能和性能需求的大幅度提高,特別是要求系統(tǒng)具有靈活方便的網(wǎng)絡(luò)連接、輕巧節(jié)電的無線移動和功能強大的多媒體信息處理等能力,使軟件開發(fā)工作量急劇增長,甚至可以占到全部工作的70~80%以上。這樣的系統(tǒng)不再是單槍匹馬可以完成的,需要集合一個開發(fā)團隊協(xié)同工作才能完成。嵌入式系統(tǒng)軟件的開發(fā),越來越成為制約嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的瓶頸。
嵌入式系統(tǒng)軟件的特點
及其開發(fā)途徑
嵌入式系統(tǒng)軟件從簡單到復(fù)雜可以千差萬別,天地懸殊。雖然它們結(jié)構(gòu)相對簡單,但是不同系統(tǒng)對不同的性能往往有特定的要求,有的要求非�？量毯蛧栏瘛唵蜗到y(tǒng)可以用傳統(tǒng)方法,從底層用匯編語言編寫程序,利用在線
仿真器(
ICE)、在線調(diào)試器(ICD)等開發(fā)工具進行調(diào)試軟件。但是對那些復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng),特別是有多個控制環(huán)路、并需要在優(yōu)化級可控的情況下能預(yù)測其運行狀態(tài)時,不利用實時操作系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺進行開發(fā),是很難或者幾乎不可能達到預(yù)定要求的。
利用嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺開發(fā)嵌入式系統(tǒng)軟件,往往需要針對不同的硬件編寫實時操作系統(tǒng)內(nèi)核移植代碼。通過編譯、鏈接、定址將操作系統(tǒng)映像固化到(EP)ROM或者
Flash(閃存)中。
對于大的開發(fā)項目,可以購買商業(yè)化的實時操作系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)開發(fā)套件,甚至將軟件開發(fā)外包給一些專業(yè)的嵌入式軟件開發(fā)商,但是這需要投入少則幾萬,多則上百萬元人民幣購買軟件,有些還需要對開發(fā)出來的每一件產(chǎn)品再繳納相應(yīng)的授權(quán)使用費。對于更多大量的小項目而言,顯然不能走這條路,使用源代碼開放的嵌入式操作系統(tǒng)才是合適的選擇。
軟件編程接口規(guī)范和標準化
硬件器件與軟件
模塊相比,具有很高的可置換性,這是因為硬件器件的功能特性、電氣特性、機械特性等都有明確的定義,這種組件單元標準化的特點是硬件技術(shù)的發(fā)展始終快于軟件發(fā)展的原因。在軟件技術(shù)方面,中間件和面向?qū)ο蠹夹g(shù)在一定程度上正是類比硬件而發(fā)展起來的,然而還遠未成熟,至今在嵌入式系統(tǒng)軟件的開發(fā)中還沒有能真正地使用起來。
