嵌入式系统的传统设计方法
嵌入式系统的设计及实现方法
嵌入式系统的设计及实现方法嵌入式系统是指直接嵌入产品内部，在特定场合下，为产品提供必要的功能的电子系统。
嵌入式系统已成为现代科技的一个重要组成部分，在汽车、空调、电视、冰箱等众多产品中都得以广泛应用。
本文重点讨论嵌入式系统的设计及实现方法。
一、嵌入式系统的设计思路嵌入式系统的设计需要遵循以下几个基本思路：1、功能可靠性嵌入式系统是直接嵌入产品中，产品的稳定性和质量关系到用户的信任和使用寿命。
因此，嵌入式系统的设计应将产品的功能上限和下限掌握好，降低可能发生的异常事故。
2、底层硬件匹配嵌入式系统的设计需要选择正确的芯片和硬件，确保整个系统的稳定性。
硬件的选择应考虑使用场合、使用周期及系统运行速度等多方面因素，保证系统不易出现瓶颈。
3、软件功能丰富嵌入式系统的软件功能应与产品整体需求相匹配。
软件应可以定制，适合市场不断变化和用户需求增加的情况。
要保证软件的可扩展性和可调整性，确保系统在更新机制、用户交互和数据传输方面的灵活应变。
4、可靠性与安全性嵌入式系统应具有很高的可靠性和安全性。
系统的可靠性涉及多方面因素，要确保系统的重要信息不会丢失或泄露。
在硬件、软件开发时都应实现尽可能严格的测试，确保系统在最恶劣的情况下仍能运行稳定。
二、嵌入式系统设计的实现嵌入式系统设计实现包括硬件和软件两个方面。
1、硬件实现硬件设计通常包括原理图设计、PCB设计、焊接以及电路验证测试等环节。
硬件设计要考虑到元器件的可靠性、生产成本、产品的实际使用条件等问题。
硬件设计要根据不同的使用情况、使用场合等因素进行分区，将所有部分组合在一起运作。
2、软件实现软件实现有相对成熟的软件模板。
在实现时，可以使用一些现有的嵌入式系统相应的实现工具：例如，MCUBoot、u-boot 等，这些工具可以通过一些跟板子匹配的配置文件就可以实现相应的功能，并完成整个编译操作。
在软件设计阶段，同时考虑到实际产品的应用场景，充分考虑系统的性能、稳定性以及可扩展性等问题。
关于嵌入式系统设计方法的分析
传 统 的嵌 入 式 系 统 设 计 方 法 如 图 ２
所示 。
为 了 避 免 上 述 问 题 ．一 种 新 的 开 发
程 师 和 软 件 工 程 师 按 照 拟 定 的设 计 流 程
何从 应 用 系 统 需 求 出发 ，依 据 一 定 的 指
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 ， 硬 件 软 可 裁 减适 应 对 功 能 、 靠 性 、 本 、 积 、 可 成 体 功 耗严 格 要求 的 专 用计 算 机 系 统 。 嵌 入
不 可 能 对 系 统 做 出较 好 的 性 能 综 合 优 化 。２ ０世 纪 图 １ 瀑 布 式 开 发 过 程
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
显 然 这 种 设 计 方 法 对 于 具体 的应 用
系 统 而 言 ，容 易 获 得满 足综 合性 能 指 标
９ 年 代 初 ． 外 Ｏ 国
有 些 学 者 提 出 “ 种 传 统 的 设 这 计 方 法 ． 只是 早
方 式 应 运 而 生 一 软 件 、硬 件 协 同 设 计 方 法 。 个 典 型 的 硬 件 、 件协 同设 计 过 程 一 软 如 图３所 示 。 首先 ．应 用 独 立 于 任 何 硬 件 和 软 件 的 功 能 性 规 格 方 法 对 系统 进 行 描 述 ， 然
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
的最佳解决方案。
第十一章-嵌入式系统设计与应用—基于ARM...和Linux(第2版)-王剑-清华大学出版社
1. HTTP协议 HTTP（超文本传输协议）协议是Web服务器与浏览器通信的协议， HTTP协议规定了发送和处理请求的标准方式，规定了浏览器和服 务器之间传输的消息格式及各种控制信息，从而定义了所有Web通 信的基本框架。
一个完整的HTTP事务由以 下4个阶段组成： （1）客户与服务器建立 TCP连接； （2）客户向服务器发送请 求；
除此之外，硬件选择要考虑的因素主要还包括： 首先是需要考虑的是生产规模 其次是需要考虑开发的市场目标 最后只要可能，尽量选择使用普通的硬件。
嵌入式软件的开发主要采用的是“宿主机-目标机”的 交叉开发模式。常见的软件开发步骤如下所示： （1）配置开发环境及BSP开发。选择合适的开发工具， 针对嵌入式的硬件环境对操作系统进行设置剪裁，另 外增加BSP支持。 （2）编写用户程序和简单仿真调试。建立交叉编译开 发环境，开发用户用户程序，将其下载到目标板上调 试，应用程序开发完毕后，和文件系统一起次年改成 文件系统的镜像文件，然后通过仿真工具对系统进行 仿真和调试。 （3）系统的下载和脱机运行。当仿真完成后，评价系 统功能，如果达到开发目标，则可把最终形成的文件 下载并运行。
（3）如果请求被接受，则 由服务器发送应答，在应
答中包括状态码和所要的 文件（一般是HTML文档）； （4）客户与服务器关闭连 接。
2. CGI原理 CGI（通用网关接口）规定了Web服务器调用其他可执行程序 （CGI程序）的接口协议标准。Web服务器通过调用CGI程序实现 和Web浏览器的交互，也就是CGI程序接受Web浏览器发送给Web 服务器的信息并进行处理，然后将响应结果再回送给Web服务器及 Web浏览器。CGI程序一般完成Web网页中表单(Form)数据的处理、 数据库查询和实现与传统应用系统的集成等工作。
嵌入式系统的特点与设计方法
嵌入式系统的特点与设计方法嵌入式系统（Embedded System）是指嵌入在其他设备中的计算机系统，它通过使用微处理器或微控制器来控制、监视和执行特定功能。
与通用计算机系统不同，嵌入式系统的设计方法和特点更为独特和特殊。
本文将具体探讨嵌入式系统的特点与设计方法，以帮助读者更好地理解和应用于实际项目中。
嵌入式系统的特点：1. 特定功能：嵌入式系统通常被设计用于执行特定的任务或功能，例如家电设备中的控制模块、汽车中的引擎控制系统等。
因此，嵌入式系统的设计需要充分了解和满足这些特定功能的需求。
2. 系统封闭性：嵌入式系统通常是封闭的，即它们不需要与其他外部系统进行通信。
因此，嵌入式系统设计时需要考虑其独立性和稳定性，以确保其功能的正常运行和有效性。
3. 资源受限：嵌入式系统在计算能力、存储容量和能源供应方面往往受到限制。
因此，设计者需要充分考虑资源的有效利用和优化，以最大程度地满足系统功能的需求。
4. 可靠性要求高：很多嵌入式系统被用于控制关键任务或环境，如医疗设备、航空航天系统等。
这些系统对可靠性的要求非常高，设计上需要考虑系统的容错性、稳定性和自动恢复能力。
嵌入式系统的设计方法：1. 确定需求：首先，设计者需要明确系统的需求和功能。
这包括系统要实现的功能、性能指标、接口需求等。
通过充分了解和明确需求，可以为后续的设计提供明确的目标和方向。
2. 系统架构设计：在系统架构设计阶段，设计者需要确定系统的组织结构、主要模块和模块间的关系。
这意味着要确定主控制器、传感器、执行器等组件的位置和交互方式。
此外，还需要确定适当的电源管理和通信接口。
3. 硬件设计：硬件设计是嵌入式系统设计中的关键环节。
设计者需要选取合适的处理器或控制器，并根据需求选择合适的外部器件。
此外，还需要进行电路设计、布局和散热等方面的考虑。
4. 软件设计：在软件设计阶段，设计者需要根据系统需求和硬件特性来编写软件代码。
这包括系统的控制算法、状态机设计、任务调度等。
Chap6-设计方法
嵌入式系统设计者要求
懂得系统的整个构架 详细了解硬件的细节 软件设计满足：
实时要求 低功耗 代码量小
详细了解领域知识
嵌入式系统软硬件协同设计
软硬件协同设计
软硬件协同设计
硬件设计工具（EDA工具）
系统级设计工具
嵌入式系统快速原型设计过程
REUSE DESIGN LIBRARIES AND DATABASE
Primarily software
VIRTUAL PROTOTYPE
Primarily hardware
SYSTEM DEF.
FUNCTION DESIGN
HW & SW CODESIGN
HW & SW PART.
标准 IC
CPU, DSP, …… RAM, ROM, 接口控制器，…… ASIC,……
标准 IP
CPU核，……
标准模块
GPRS模块,GSM模块,蓝牙模块, …… 显示模块，……
标准计算平台
基于PC104的嵌入式计算机 基于Compact PCI的嵌入式计算机 SOC,……
最令人头疼的问题） 嵌入式软件的可靠性问题: 正确性验证技术、测试
技术、调试技术等（可靠性问题是嵌入式软件开 发的基本问题） 可重构计算（Reconfigurable Computing）技 术 可构件化的嵌入式实时操作系统及其开发环境
嵌入式系统的设计
问题：
功能、性 能要求 价格、开 发周期等 约束
Cadence的SPW System View
模拟电路系统仿真工具
Pspice EWB
3 嵌入式系统的设计方法
3、逐一测试各功能模块的性能
4、整机联调
测试：
用于验证设计的产品是否满足应用的需求
1、功能与性能测试 2、可靠性测试（温度、湿度、振动、冲击、运输 等情况） 3、容错测试 4、长时间、极端情况
文档编制：
非常重要的一环，不可忽视
1、设计报告 2、测试报告 3、产品说明书 4、用户手册 5、维修与安装手册 6、其他
基于ARM处理器的应用系统设计
1、系统设计概述
2、单元电路设计
3、存储器系统设计
4、通过JTAG访问外设
系统设计概述
S3C2410A处理器详解
S3C2410A在包含ARM920T核的同时，增加了丰富的外围资源，如下图所示。 主要片内外围模块包括： 1个LCD控制器，支持STN和TFT液晶显示屏； 外部存储器管理（SDRAM控制器和芯片选择逻辑）； 3个通道的UART； 4个通道的DMA，支持存储器和I/O口之间的传输，以猝发模式提高传输率； 4个具有PWM功能的16位定时/计数器和1个16位内部定时器，支持外部时 钟源； 8通道的10位ADC，最高速率可达500kB/s，10位分辨率； 触摸屏接口； IIS总线接口； 2个USB主机接口，1个USB设备接口； 2个SPI接口； SD卡接口和MMC卡接口； 16位看门狗定时器； 117位通用I/O口和24位外部中断源； 8通道10位AD控制器； 电源管理。
嵌入式系统开发过程
嵌入式软件的开发与传统的软件有许多共同点， 它继承了许多传统软件开发的开发习惯。但由于嵌入式 软件运行于特定的目标环境，与传统软件的开发又有着 很大的不同。
嵌入式系统的开发特点
嵌入式系统的传统设计方法
嵌入式系统的传统设计方法
嵌入式系统的传统设计方法主要包括以下几个方面:
1. 分析系统需求：设计师需要明确嵌入式系统的功能和性能需求，包括功能需求、性能需求、安全需求等。
2. 设计硬件系统：设计师需要根据系统需求选择合适的硬件平台，设计硬件系统，包括芯片选择、电路板设计、传感器连接等。
3. 编写代码：设计师需要编写嵌入式系统的代码，包括操作系统内核、应用程序等。
4. 测试和调试：设计师需要对嵌入式系统进行测试和调试，以确保系统的稳定性和可靠性。
传统的嵌入式系统设计方法需要一定的技术经验和专业知识，设计师需要掌握嵌入式系统的硬件和软件开发技能。
同时，设计师需要考虑到系统的功耗、面积、响应速度等性能指标，以确保系统能够满足用户的需求并且具有足够的可靠性。
随着嵌入式系统的不断发展，设计师还需要考虑到系统的可扩展性、可维护性、用户体验等方面的问题。
因此，传统的嵌入式系统设计方法需要不断地更新和改进，以适应不断变化的需求和技术。
嵌入式系统的模块化设计
嵌入式系统的模块化设计嵌入式系统的模块化设计是当今技术领域中的一项重要发展趋势。
它能够提高系统的灵活性和可维护性，并减少系统开发周期和成本。
本文将探讨嵌入式系统的模块化设计原理、优势及实践方法。
一、模块化设计原理模块化设计是将一个系统划分为多个功能独立、结构清晰的模块，并通过定义合适的接口进行模块间的通信和协作。
在嵌入式系统中，模块通常对应于硬件或软件的功能单元。
1.1 硬件模块化设计硬件模块化设计是将嵌入式系统的硬件部分划分为多个独立的模块。
每个模块都具有明确的功能和接口，可以独立设计、测试和维护。
例如，将处理器、存储器、输入输出接口等功能模块划分为独立的硬件模块，以实现灵活的硬件配置和扩展。
1.2 软件模块化设计软件模块化设计是将嵌入式系统的软件部分划分为多个独立的模块。
每个模块负责完成系统的一个特定功能，模块之间通过定义良好的接口进行交互。
采用软件模块化设计可以提高系统的可维护性和可重用性。
二、模块化设计的优势嵌入式系统的模块化设计具有以下优势：2.1 灵活性模块化设计使得系统更加灵活，可以根据需求进行模块的增减或替换，而无需对整个系统进行重构。
这样可以快速响应市场变化，降低产品设计的风险。
2.2 可维护性模块化设计简化了系统的维护工作。
当一个模块发生问题时，可以独立排查和修复，无需对整个系统进行检修。
这样可以提高系统的可靠性和可维护性。
2.3 成本效益模块化设计有助于降低系统开发和维护的成本。
模块的可重用性使得开发者能够更加高效地开发新的系统，并利用已有的模块进行快速组装和部署。
三、模块化设计的实践方法为了实现嵌入式系统的模块化设计，我们可以采用以下实践方法：3.1 标准化接口每个模块都应定义清晰的接口，包括输入、输出、参数等。
接口的标准化有助于模块之间的通信和协作，提高模块的可重用性和互操作性。
3.2 模块间通信在嵌入式系统中，模块之间需要进行通信。
可以使用标准的通信协议，如SPI、UART、I2C等，以实现模块之间的数据传输和交互。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
嵌入式系统的传统设计方法
嵌入式系统的传统设计方法是一种应用广泛的设计方法，它在许
多领域都得到了广泛的应用。
嵌入式系统是一种嵌入在某个设备中的
计算机系统，它通过与设备的硬件交互，实现对设备的控制和操作。
在嵌入式系统的传统设计方法中，设计师主要考虑系统的功能和性能，并通过分析和优化系统的各个模块来实现系统的最优化。
嵌入式系统的传统设计方法通常包括五个步骤：需求分析、系统
设计、硬件设计、软件设计和测试验证。
在需求分析阶段，设计师会了解客户的需求并确定系统的目标。
在此基础上，设计师会做出基本的系统结构和功能布局，以确保系统
的性能和可靠性满足客户的要求。
在系统设计阶段，设计师会深入研究系统各个模块，并确定与硬
件和软件相关的技术选型。
此外，设计师还会进行系统架构的分析和
设计，以确保系统可以顺利地实现。
在硬件设计阶段，设计师会设计系统的电路板和周边电路。
这是
系统中最复杂的部分，因为它需要结合硬件原理和电路设计来实现系
统的核心功能。
在软件设计阶段，设计师会编写系统所需的软件程序。
这个步骤
最核心的部分在于编写系统的控制程序和驱动程序，以确保系统可以
正常工作。
最后，测试验证是嵌入式系统传统设计方法中至关重要的一部分。
在这个过程中，设计师会对系统进行全面的测试和验证，以确保系统
的功能和性能得到保证。
总的来说，嵌入式系统的传统设计方法是一种经典的设计方法，
它已经应用于许多行业和领域中，如家电、通讯、汽车、医疗等。
在
设计嵌入式系统的过程中，设计师们需要注意以下几个方面：首先，设计师需要充分了解客户的需求，并确定系统的目标，以
确保系统可以顺利实现；其次，设计师需要深入研究系统的各个模块，并确定与硬件和软件相关的技术选型；最后，设计师需要进行全面的
测试和验证，以确保系统的功能和性能得到保证。
总之，嵌入式系统的传统设计方法对于实现系统的优化、调试和
验证功不可没。
在未来，我们相信它仍将继续发挥其重要作用，为人
类的生活带来前所未有的便利。