嵌入式系统开发与设计

姓名：薛少红学号：19020100016学院：电子工程学院

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【嵌入式牛指南】本文介绍了嵌入式系统开发和设计的一些概念和方法

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【嵌入式牛问题】嵌入式系统设计的概念和方法是什么？

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嵌入式系统设计的主要任务是定义系统功能，确定系统架构，并将功能映射到系统实现架构。这里，系统架构包括软件系统架构和硬件系统架构。架构可以映射到不同的物理实现。每个实现代表不同的选择。同时，它必须满足一些设计指标，并优化其他设计指标。

嵌入式系统的设计方法不同于一般的硬件设计和软件开发。它采用硬件和软件协同设计的方法。开发过程不仅涉及软件领域的知识，还涉及硬件领域的综合知识，甚至包括机械领域的知识。设计者必须熟悉并能够自由使用这些领域中的各种技术，这样设计的系统才能达到最佳状态。

尽管嵌入式系统应用软件的设计方案因不同的应用领域而异，但嵌入式系统的分析和设计方法也遵循软件工程的一般原则。许多成熟的分析和设计方法可以应用于嵌入式领域。嵌入式系统的开发过程还包括需求分析、系统设计、实现和测试等几个基本阶段，每个阶段都有其独特的特点和重点。

本节主要介绍了嵌入式系统开发和设计的技术和方法，并从嵌入式系统应用和计算模型的角度分析了应用软件设计的方法和设计过程中面临的主要问题。最后，讨论了嵌入式领域软件迁移的相关问题。

1嵌入式系统设计概述

在嵌入式系统设计之前，应明确嵌入式系统设计本身的特点以及衡量嵌入式系统设计的一些主要技术指标。

1.嵌入式系统设计特点

与一般系统设计相比，嵌入式系统设计具有以下特点：

软件和硬件的并行开发；

微处理器有多种类型；

实时嵌入式操作系统具有多样性；

与一般的系统开发相比，可用的系统资源很少；

较少的app支持；

需要特殊的开发工具；

软件和硬件都应该是健壮的；

调试很困难。

2.嵌入式系统技术指标

嵌入式系统设计的常见指标包括：

（1） NRE成本（非重复工程成本）：设计系统所需的一次性货币成本，即一旦设计完成，可以制造任何数量的产品，而无需支付额外的设计费用。

（2） 单位成本：生产单一产品所需的货币成本，不包括NRE成本。

（3） 大小：指系统占用的空间。对于软件，它通常以字节为单位；对于硬件，它是通过逻辑门或晶体管的数量来测量的。

（4） 性能：系统完成指定任务所需的时间是设计过程中最常用的设计指标。有两种主要的测量方法。一个是响应时间，即从开始执行到任务结束之间的时间。第二个是完成的任务量，即单位时间内完成的任务数量。

（5） 功率：系统消耗的功率，决定电池的寿命或电路的冷却要求。

（6） 灵活性：在不增加NRE成本的情况下改变系统功能的能力。

（7） 原型建立时间：建立系统可操作版本所需的时间。系统原型可能比最终产品更大、更昂贵，但它可以验证系统的使用和正确性，并改进系统的功能。

（8） 上市时间：从系统开发到可以销售给消费者，主要影响因素包括设计时间、制造时间和测试时间。

（9） 可维护性：系统启动或启动后易于修改，特别是对于非原始开发人员。

（10） 正确性：系统功能已正确实现。您可以在整个设计过程中检查系统的功能，也可以插入测试电路来检查