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关于嵌入式系统设计方法的分析
作者：温长英尹凤鸣来源：《活力》2010年第06期
关键词嵌入式设计流程
一、嵌入式系统综述
嵌入式系统被定义为以应用计算机为中心以计算机技术为基础软硬件可裁减适应对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统工业的基础是以应用为中心的“芯片”设计和应用的软件产品开发。嵌入式系统包括两部分内容嵌入式微处理器和嵌入式实时操作系统。
由于嵌入式应用软件的特殊性往往要求应用程序设计者具有一定的实时操作系统的专门知识能合理地划分任务合理地配置系统以及目标联机的调试。
二、嵌入式系统设计的传统方法
通常在单片机系统的开发应用中是按照瀑布式开发流程进行的。其工作模式简单任务的划分协调及人员安排、物质材料的分配管理都比较容易。开发过程为从硬件到软件的流水线式进行如图1所示。
传统的嵌入式系统设计方法又不同于瀑布式开发过程它是将开发任务分为硬件软件两个独立的部分由硬件工程师和软件工程师按照拟定的设计流程分别完成。其开发过程为一种并行的工作方式我们称之为V模式开发过程。
传统的嵌入式系统设计方法如图2所示。
传统的嵌入式系统开发采用的是软件开发与硬件开发分离的方式。虽然也可改进硬件软件性能但由于这种改进是各自独立进行的不一定使系统综合性能达到最佳。虽然在系统设计的初始阶段考虑了软硬件的接口问题但由于软、硬件分别开发各自部分的修改和缺陷很容易导致系统集成出现错误。由于设计方法的限制这些错误不但难于定位而且更重要的是对它们的修改往往会涉及整个软件结构或硬件配置的改动。显然这是灾难性的。
这种设计方法只能改善硬件、软件各自的性能而有限的设计空间不可能对系统做出较好的性能综合优化。20世纪90年代初国外有些学者提出“这种传统的设计方法只是早期计算机技术落后的产物它不能求出合于某个专用系统的最佳计算机应用系统的解”。因为从理论上
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来说每一个应用系统都存在一个适合于该系统的硬件、软件功能的最佳组合如何从应用系统需求出发依据一定的指导原则和分配算法对硬件、软件功能进行分析及合理的划分从而使系统的整体性能、运行时间。能量损耗、存储能量达到最佳状态己成为硬件、软件协同设计的一个重要研究内容之一。
三、嵌入式系统协同设计技术
为了避免上述问题一种新的开发方式应运而生软件、硬件协同设计方r