嵌入式系统设计阶段笔记

设计阶段

1审查分析资料

整理自己的记忆，审查约束条件，这些条件将决定你可作何选择以及如何建立系统。

 

2规定硬件部件

将硬件分成各部件，画出一张或多张硬件部件的框图。用一个框图标识一个单独的电路板，外设等。

决定到底用硬件还是软件来实现某个功能一般来说就是一个性能和成本间的权衡，或者开发成本（多些时间）与制造成本（多些硬件）间的权衡。

 

3定义硬件接口

I/O端口—硬件所用到的所有端口，端口地址，能写入各端口的所有命令和命令序列。

硬件寄存器—位分配，如何读写的说明，以及使用该寄存器的时序要求或其他约束。

共享内存或内存映像I/O的地址—进行每个可能的I/O操作的读写序列

硬件中断---列出所有的硬件中断号和分配到其上的硬件事件

 

4规定软件子系统

分成一些适当定义好的子系统，目的是找出自成一体的模块或子系统。

自上而下，较大的：接口，从硬件设备的数据采集，数据处理等等

 

5定义软件接口

规定各个子系统配备的软件接口。详细规定说明API（应用程序编程接口）；用函数原型、数据结构声明、类声明等来建立头文件。

规定软件接口可提供一公共参考基点，定义子系统的接口常常能帮助你细化和澄清对子系统所提供功能的理解。

 

6规定启动和关闭过程

事件发生的顺序，对于启动，说明硬件和软件子系统初始化的细节，以及初始化的顺序。对于关闭，说明每个子系统必须完成的动作，如保存文件到磁盘上，断开网络连接。

 

7规定出错处理方案

在设计阶段监理出错处理策略，在实现阶段尽早建立出错处理程序。给出一些着眼点：

1）  你的用户界面如何？能否对系统操作人员报告错误？或者你会把错误记录到某个文件中供事后分析吗？

2）  你的系统有同其他设备通信的功能吗？你能用这个功能向远程站点报告错误吗？

3）  系统关闭或崩溃的后果是什么？若关闭是不可接受的，得有致命性出错条件出发系统重新启动。看门狗监视器功能？watchdog timer

 

8检查你的设计

检查设计文档的正确性

 

一些选择决定

1选择处理器

判别标准：

1）  设计需要多快的处理速度

性能取决因素：时钟频率、内部寄存器大小、寄存器是否被公平对待（即指令对等处理所有的寄存器）、有助于耗时操作的特殊的内置硬件（如一个硬件乘法单元）等

数据8位或者更大？

2）  你的人员对处理器是否专业

主要考虑进度要求是否允许花精力去摆弄新的处理器

3）  设计的I/O技术指标是什么

你的应用程序所要求的硬件能否连接到这个处理器，而无需过多的胶合逻辑和笨重的硬件驱动程序。考虑该处理器的一些支持芯片（如DMA控制器、内存管理芯片、中断控制器等）的配套。调研所掌握的处理器供货商。

4）  处理器可用到哪些软件支持工具

5）  处理器是否内置调试支持

6）  处理器制造商的支持可信度如何

 

2选择硬件部件

自制或购买

1）  你打算做几套系统

2）  你的目标市场的机会如何

3）  是否软件开发极大的依赖于硬件的到位，或者，是否大多数的软件开发都能在一个实验系统（如PC机）上进行。

 

3选择操作系统

1）  你需要一个操作系统提供多少功能

2）  操作系统有哪些开发工具可用

3）  操作系统到你的硬件到接口移植的难度如何

4）  操作系统是否包括特殊的调试支持

5）  操作系统的内存要求如何

6）  你的程序员是否熟悉此操作系统，或此操作系统通常提供的API

7）  是否操作系统包括所有你需要的部件

8）  操作系统是否有你目标硬件的驱动程序

9）  操作系统是否有可伸缩性

 

4选择编程语言

1）  你的人员最熟悉的语言是什么

2）  该软件应用广泛吗

3）  该语言是否提供你应用程序所要求的性能

 

5选择软件开发工具

1）  系统调试器的功能如何

2）  你已选择一个编译器，是否包括一汇编程序——应用程序要访问系统级的指令，汇编是必要的

3）  有哪些可支持的库函数可用

库函数和样板代码。如C++的模版库，提供一套用于定义各种有用的集装，存储，搜寻，排序对象。

4）  编译器开发商保持对编译器升级吗

也适用于解释程序

5）  连接程序是否支持你的其他工具所用的所有文件格式和符号格式

6）  是否有某种便于使用的，用于选配操作系统的系统构建工具

7）  是哪个开发商产的开发系统

 

6选择硬件调试工具

1）  电路内仿真器（ICE）

2）  逻辑分析仪

3）  带硬件支持的软件调试器

4）  ROM仿真器

 

7选择软件组件

一些授权软件