嵌入式软件开发基础

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《嵌入式开发》课件

《嵌入式开发》课件

分类:嵌入式网 络通信技术可以 分为有线网络通 信和无线网络通 信两大类。
有线网络通信: 包括以太网、 USB、串行通信 等,可以实现嵌 入式系统与外部 网络的高速、稳 定、可靠的数据 传输。
无线网络通信: 包括Wi-Fi、蓝 牙、ZigBee等, 可以实现嵌入式 系统与外部网络 的低功耗、远距 离、灵活的数据 传输。
优化方法:对操作 系统进行裁剪和优 化,提高系统性能
移植与优化工具: 使用嵌入式操作系 统移植工具,如 Yo c t o 、 Buildroot等
移植与优化效果: 提高系统稳定性、 降低功耗、提高性 能,满足实际应用 需求。
06
嵌入式网络通信技术
嵌入式网络通信技术的概述与分类
概述:嵌入式网 络通信技术是嵌 入式系统与网络 通信技术相结合 的产物,可以实 现嵌入式系统与 外部网络的互联 互通。
04
嵌入式软件开发基础
嵌入式软件开发流程
需求分析:明确系统需求,确定功能、 性能、接口等要求
系统设计:进行ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ件和软件设计,包括 芯片选型、电路设计、软件架构设计等
编码实现:编写源代码,进行单元测试 和集成测试
测试验证:进行系统测试和性能测试, 确保系统稳定可靠
发布部署:将系统部署到目标设备上, 进行现场调试和优化
嵌入式系统的应用领域
工业控制:如自动化生产线、机器人等
医疗设备:如医疗仪器、医疗机器人等
智能家居:如智能家电、智能安防等
汽车电子:如车载导航、汽车电子控制单 元等
消费电子:如智能手机、平板电脑等 航空航天:如卫星、航天器等
03
嵌入式硬件平台
ARM处理器架构
ARM处理器架构是一种广泛应用于嵌入式系统的处理器架构 ARM处理器架构的特点是低功耗、高性能、低成本 ARM处理器架构的应用领域包括智能手机、平板电脑、物联网设备等 ARM处理器架构的发展趋势是向高性能、低功耗、高集成度方向发展

!嵌入式系统开发资料(入门必备)

!嵌入式系统开发资料(入门必备)

获取更多权威电子书请登录ARM嵌入式系统开发综述ARM开发工程师入门宝典获取更多权威电子书请登录 前言嵌入式系统通常是以具体应用为中心,以处理器为核心且面向实际应用的软硬件系统,其硬件是整个嵌入式系统运行的基础和平台,提供了软件运行所需的物理平台和通信接口;而嵌入式系统的软件一般包括操作系统和应用软件,它们是整个系统的控制核心,提供人机交互的信息等。

所以,嵌入式系统的开发通常包括硬件和软件两部分的开发,硬件部分主要包括选择合适的MCU或者SOC 器件、存储器类型、通讯接口及I/O、电源及其他的辅助设备等;软件部分主要涉及OS porting和应用程序的开发等,与此同时,软件中断调试和实时调试、代码的优化、可移植性/可重用以及软件固化等也是嵌入式软件开发的关键。

嵌入式系统开发的每一个环节都可以独立地展开进行详细的阐述,而本文的出发点主要是为嵌入式开发的初学者者提供一个流程参考。

因为对于初学者在面对一个嵌入式开发项目的时候,往往面临着诸多困难,如选择什么样的开发平台?什么样的器件类型?在进行编译时怎样实现代码优化?开发工具该如何选择和使用?在进行程序调试时应该注意那些问题以及选择什么样的嵌入式OS 等等。

希望通过本文,能帮助初学者了解有关ARM嵌入式系统开发流程。

获取更多权威电子书请登录目录前言 (2)1 嵌入式开发平台 (4)1.1 ARM的开发平台: (4)1.2 器件选型 (7)2 工具选择 (11)3 编译和连接 (13)3.1 RVCT的优化级别与优化方向 (16)3.2 Multifile compilation (21)3.3调试 (22)4 操作系统 (23)4.1 哪里可以得到os 软件包 (Open Source and LinuxKernel) (25)4.2 安装镜像 (26)4.3 交叉编译 (26)总结 (27)获取更多权威电子书请登录 1 嵌入式开发平台通常嵌入式开发的平台主要包括基于SoC或MCU开发板,板上提供常用的外设、接口和其他功能模块,开发者一般根据自己的应用需要选择适合自己板级开发平台。

嵌入式系统设计与开发基础试卷

嵌入式系统设计与开发基础试卷

嵌入式系统设计与开发基础试卷(答案见尾页)一、选择题1. 嵌入式系统的核心是什么?A. 中央处理器(CPU)B. 内存(RAM)C. 输入输出设备D. 操作系统2. 嵌入式系统的开发过程通常不包括以下哪个阶段?A. 系统需求分析B. 硬件设计C. 软件开发D. 系统测试与调试3. 嵌入式系统通常用于控制哪些类型的设备?(多选)A. 家庭电器B. 汽车电子C. 医疗设备D. 个人电脑4. 在嵌入式系统开发中,硬件抽象层(HAL)的主要作用是什么?A. 提供设备驱动程序B. 实现操作系统与硬件之间的接口C. 进行系统级优化D. 管理系统资源5. 在嵌入式系统设计中,如何确保系统的可靠性和稳定性?A. 使用高质量的组件B. 提高系统时钟频率C. 增加冗余设计D. 缩短系统开发周期6. 在嵌入式系统开发过程中,为什么需要遵循良好的编程规范?A. 保证代码的可读性B. 提高代码的可维护性C. 减少开发时间D. 降低系统故障率7. 嵌入式系统的硬件通常包括哪些组件?A. CPU、内存、I/O设备B. 硬盘驱动器、键盘、显示器C. 显卡、声卡、网络接口卡D. 光驱、软驱、USB接口8. 以下哪个不是嵌入式系统的特点?A. 低功耗B. 实时性C. 可定制性D. 高性能9. 嵌入式系统的实时性是指什么?A. 系统能够在预定时间内响应外部事件B. 系统能够处理大量数据C. 系统具有高度的可扩展性D. 系统能够进行多任务处理10. 在嵌入式系统设计中,通常首先需要进行哪种类型的分析?A. 性能分析B. 功能分析C. 可靠性分析D. 体系结构分析11. 嵌入式系统的软件开发通常采用哪种方法?A. 面向过程B. 面向对象C. 事件驱动D. 瀑布模型12. 在嵌入式系统中,经常使用的编程语言有:A. CB. C++C. JavaD. Python13. 嵌入式系统中的通信协议通常用于哪些场景?A. 网络通信B. 人机交互C. 数据处理D. 图像处理14. 在嵌入式系统测试中,常用的测试方法有:A. 单元测试B. 集成测试C. 系统测试D. 性能测试15. 嵌入式系统的未来发展趋势可能包括:A. 更高的性能B. 更低的功耗C. 更强的可定制性D. 更多的联网功能16. 嵌入式系统的硬件通常包括哪几部分?A. CPU、内存、I/O设备B. CPU、内存、外部接口C. CPU、内存、操作系统D. CPU、内存、软件17. 在嵌入式系统中,通常使用哪种编程语言进行开发?A. CB. C++C. JavaD. Python18. 嵌入式系统设计中,常说的“实时性”是指什么?A. 系统能够在规定的时间内响应外部事件B. 系统能够处理大量数据C. 系统具有高度的可扩展性D. 系统具有低功耗19. 嵌入式系统中的通信方式通常有哪几种?A. 串行通信和并行通信B. 同步通信和异步通信C. 有线通信和无线通信D. 以上都是20. 在嵌入式系统的开发过程中,调试是一个重要的环节。

嵌入式软件工程师入门基础知识

嵌入式软件工程师入门基础知识

嵌入式软件工程师入门基础知识嵌入式软件工程师是一种高端的职业,他们的作用是制造、设计和开发最先进的嵌入式系统。

这些系统常常在一些设备上使用,如智能手机、电视机、电子设备和工业设备等等。

作为嵌入式软件工程师,必须要具备一定的基础知识,以下是一些入门基础知识。

1. 学习嵌入式系统基础知识嵌入式软件工程师要首先掌握嵌入式系统的基础知识,如处理器、微控制器、嵌入式操作系统等等。

这些基础知识是开发嵌入式系统所必须的。

2. 掌握编程语言作为一名嵌入式软件工程师,必须熟练掌握C和C ++等编程语言,这两种语言是嵌入式系统开发所必须的编程语言。

3. 熟悉电子电路知识为了能够设计和开发嵌入式系统,嵌入式软件工程师还需要熟练掌握电子电路的知识。

这些知识包括数字电路、模拟电路、信号处理、嵌入式系统电路设计等等。

4. 掌握常用的开发工具开发嵌入式系统时,需要使用各种各样的工具,如调试器、编译器、仿真器等等。

嵌入式软件工程师必须要掌握这些工具,以便在开发嵌入式系统时能够使用这些工具。

5. 学会如何进行测试和调试在嵌入式系统开发中,测试和调试是非常重要的环节。

嵌入式软件工程师必须要学会使用各种测试和调试工具,以便能够快速地找出问题并进行修复。

6. 掌握版本控制系统在嵌入式系统开发中,版本控制系统是非常重要的。

这些系统可以让嵌入式软件工程师进行源代码管理,并且可以方便地协作开发项目。

总之,嵌入式软件工程师必须要具备一定的基础知识,包括嵌入式系统基础知识、编程语言、电子电路知识、常用的开发工具、测试和调试以及版本控制系统等等。

掌握这些知识可以帮助嵌入式软件工程师在开发嵌入式系统时更加得心应手。

嵌入式开发的基础步骤

嵌入式开发的基础步骤

嵌入式开发的基础步骤1.需求分析在进行嵌入式开发之前,首先要明确系统的需求。

这包括确定系统的功能、性能和可靠性要求,以及与外部设备和用户进行交互的接口要求。

2.系统设计系统设计是嵌入式开发的关键步骤之一、在系统设计阶段,开发人员需要确定系统的整体架构和硬件和软件的组成部分。

这包括选择适合的处理器、内存和其他外围设备,并设计系统的电路板布局。

3.硬件设计硬件设计是嵌入式开发中的重要环节。

在硬件设计阶段,开发人员需要根据系统设计的要求设计电路板,并确定各个芯片和接口的连接方式。

硬件设计还包括选择适当的传感器和执行器,并确定它们的接口和控制方式。

4.软件设计软件设计是嵌入式开发的核心步骤之一、在软件设计阶段,开发人员需要根据系统设计的要求编写软件代码。

这包括编写驱动程序、控制算法和用户界面等。

一般来说,嵌入式软件开发使用的编程语言包括C、C++和汇编语言等。

5.软硬件集成软硬件集成是将软件和硬件组合在一起,使其能够共同工作的过程。

在软硬件集成阶段,开发人员需要将编写的软件代码加载到嵌入式系统中,并通过调试和测试来确保软硬件的正确集成和协同工作。

6.系统测试系统测试是确保嵌入式系统按照设计要求正常运行的重要步骤。

在系统测试阶段,开发人员需要进行功能测试、性能测试和可靠性测试等。

这包括测试系统的输入输出功能、处理能力和稳定性等。

7.调试和优化在嵌入式开发的过程中,可能会遇到各种问题,例如软件错误、硬件故障和性能不足等。

在调试和优化阶段,开发人员需要通过分析和调试系统来解决这些问题,并进行性能优化以提高系统的稳定性和效率。

8.生产和部署在开发完成并经过测试后,嵌入式系统可以进入生产阶段。

在生产和部署阶段,开发人员需要将系统的硬件和软件复制到相应的设备中,并进行部署和安装。

这通常包括制造设备、编写用户手册和提供技术支持等。

总结起来,嵌入式开发的基础步骤包括需求分析、系统设计、硬件设计、软件设计、软硬件集成、系统测试、调试和优化以及生产和部署。

嵌入式系统-2-嵌入式软件基础

嵌入式系统-2-嵌入式软件基础

嵌入式软件体系结构
无操作系统的体系结构--轮询结构
轮询结构是最简单的结构,程序一次检查每个I/O设备,并且为需要服 务的设备提供服务。
特点:没有中断,没有共享数据,无须考虑延迟时间。例如在数字万用表中 用于连续的测量并可改变显示的内容。
缺点: • 如果一个设备需要比微处理器在最坏情况下完成一个循环的时间更短的响
嵌入式系统
第一部分 嵌入式系统基础
1.3 嵌入式系统软件基础
嵌入式软件分类 嵌入式软件体系结构 嵌入式软件开发 嵌入式软件开发实例
嵌入式软件分类
嵌入式软件
单线程程序
• 分支多 • 技术差系统
多任务系统
单机多任务系统
分布式系统
• 操作系统: Linux、μC/OS-II/III、VxWorks、Android、IOS、WinCE • 硬件平台: ARM、单片机、FPGA、DSP、POWERPC、XScale • 编程语言: C、C++、Object-C、Java、汇编
缺点:若某个较低优先级的运行时间较长,就有可能 影 响较高优先级函数的响应时间。
嵌入式软件体系结构
无操作系统的体系结构--有限状态机 (FSM,Finite State Machine)
控制门状态的有限状态机示意图:
优点: • 对小系统便于编程和理解。 • 以快速执行。 • 只是通过改变输出功能来改变机器的响应。
缺点:所有的任务代码以同样的优先级来执行。
嵌入式软件体系结构
无操作系统的体系结构--函数队列调度结构
在这种结构中,中断程序在一个函数指针队列中添加 一个函数指针,以供程序调用,主程序仅需要从该队列中读 取相应的指针并且调用相关的函数。
优点:该结构没有规定主程序必须按中断程序发生的顺序 来调用函数,主函数可以根据任何达到目的的优先级方案 来调用函数,这样人和需要更快响应的任务代码都可以被 更早地执行。

嵌入式软件开发笔试题目

嵌入式软件开发笔试题目

嵌入式软件开发笔试题目
嵌入式软件开发笔试题目主要考察以下几个方面:
1.嵌入式系统基础:包括嵌入式系统的概念、特点、结构、组成、开发流程等。

2.嵌入式软件设计:包括嵌入式软件的设计方法、设计原则、设计规范等。

3.嵌入式软件开发语言:包括C、C++、Java等嵌入式软件开发语言的语法、关
键字、库函数等。

4.嵌入式软件开发工具:包括编译器、调试器、仿真器等嵌入式软件开发工具
的使用方法。

5.嵌入式软件开发常见问题:包括内存管理、中断处理、多任务处理等嵌入式
软件开发常见问题的解决方法。

以下是一些常见的嵌入式软件开发笔试题目:
嵌入式系统基础
1.什么是嵌入式系统?
2.嵌入式系统的特点是什么?
3.嵌入式系统的结构是什么?
4.嵌入式系统的组成是什么?
5.嵌入式系统的开发流程是什么?
嵌入式软件设计
1.嵌入式软件的设计方法有哪些?
2.嵌入式软件的设计原则有哪些?
3.嵌入式软件的设计规范有哪些?
嵌入式软件开发语言
1.C语言的关键字有哪些?
2.C++语言的关键字有哪些?
3.Java语言的关键字有哪些?
嵌入式软件开发工具
1.编译器的功能是什么?
2.调试器的功能是什么?
3.仿真器的功能是什么?
嵌入式软件开发常见问题
1.内存管理的策略有哪些?
2.中断处理的流程是什么?
3.多任务处理的策略有哪些?。

简述嵌入式系统软件开发的基本步骤

简述嵌入式系统软件开发的基本步骤

简述嵌入式系统软件开发的基本步骤
嵌入式系统软件开发的基本步骤包括:
1. 确定需求:确定嵌入式系统的功能和性能需求,包括系统的硬件平台、操作系统、通信接口等。

2. 设计系统架构:根据需求确定系统的整体架构,包括软件模块的划分、任务的调度以及与硬件的交互等。

3. 编写代码:根据系统设计,编写嵌入式系统的软件代码。

这包括低层驱动程序、中间件以及应用程序等。

4. 调试和验证:对编写的软件进行调试和验证,验证其功能和性能是否满足需求,并修复可能存在的错误。

5. 集成测试:将软件与硬件进行集成测试,以确保软件与硬件之间的正常交互,整个系统能够按预期工作。

6. 优化和性能调优:对软件进行优化和性能调优,以提高系统的响应速度、资源利用率等。

7. 发布和部署:将开发完成的嵌入式系统软件发布,并进行部署到目标硬件平台上,使其正式投入使用。

8. 维护和更新:嵌入式系统的软件需要进行维护和更新,包括修复漏洞、增加新功能、优化性能等。

这个过程是一个不断迭
代的过程,随着需求不断变化和发展,软件需要不断更新和维护。

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执行程序内部细节
9 int main(int argc, char *argv[])
10 {
11 static char zero_data_2 [1024];
12 int i;
13 char stack_data_1[100];
14 char stack_data_2[] = {"Init stack Data"};
链接(Link)
链接(Link)过程将汇编成的多个 机器代码组合成一个可执行程序。一般 来说,通过编译和汇编过程,每一个源 文件将生成一个目标文件。链接器的作 用就是将这些目标文件组合,组合的过 程包括了代码段、数据段等部分的合并, 以及添加相应的文件头。
6.3 调试工具和方法
嵌入式调试的特点 打印调试信息 JTAG调试 远程gdb调试
调试器
编译(Compile)
编译(Compile)是指从高级语言转换成 汇编语言的过程。从本质上编译是一个文本 转换的过程(从文本文件到文本文件)。编 译包含了C语言的语法解析和生成汇编语言 两个步骤。

汇编 (Assemble)
汇编(Assemble)是指从汇编语言 程序生成目标系统的二进制代码(机器 代码)的过程。相对于编译过程的语法 解析,汇编的过程相对简单。这是因为 对于一款特定的处理器,其汇编语言和 二进制的机器代码是一一对应的。
嵌入式应用的生成特点பைடு நூலகம்
C代码 编译器 汇编代码 汇编器 机器代码 链接器 可执行程序
ADS:armcc.exe\tcc.exe Linux: arm-liunx-gcc
ADS:armasm.exe Linux: arm-linux-as
ADS:armlink.exe Linux: arm-linux-ld ADS:armsd.exe 或axd.exe Linux: gdb \ gdb server
JTAG调试
JTAG是Joint Test Action Group的简称。 JTAG使用边界扫描(Boundary-Scan)的 方式调试:在正常的运行状态下,这些边 界扫描寄存器对于芯片是透明的;在调试 的运行状态下,通过这些边界扫描寄存器 单元,可以实现对芯片输入输出信号的观 察和控制。
远程GDB调试
25 }
26 for(i=0;i<1024;i++)
在远程GDB调试中,调试器是运行在主机 (host,桌面电脑)的应用程序, 被调试的程序 是运行在目标(target)上。它通过插桩(stub)的 方式实现,即在目标操作系统和调试器内分别加 入某些功能模块,二者互通信息来进行调试。调 试器与被调程序的通信: Gdb和调试stub通过 GDB串行协议进行通信。
第6章 嵌入式软件开发基础
第6章 嵌入式软件开发基础
6.1 嵌入式软件开发语言 6.2 嵌入式软件开发流程 6.3 调试工具和方法 6.4 C语言程序的结构 6.3 仿真环境
6.1 嵌入式软件开发语言
汇编(与体系结构相关) C语言(最常用语言) C++语言(面向对象,C语言的扩展) JAVA(面向对象,可移植性强) 脚本语言(不需要编译)
6.2 嵌入式软件开发流程
嵌入式应用的生成特点 编译 汇编 链接 加载程序
嵌入式应用的生成特点
C语言程序的生成分成编译、汇编、 链接等几个步骤。最终的目标文件的主要 部分是处理器可执行的机器代码组合。
根据系统的不同,目标文件除了可执 行的二进制代码部分外,可能还包括一定 的头。
嵌入式应用的生成特点
嵌入式调试的特点
在嵌入式系统中,调试的概念相对复杂。对 于其调试过程,程序主体运行在目标机上,主机 所起的作用是获得程序运行中的信息,并通过人 工或者程序的方式分析这些信息。因此嵌入式调 试的基础是需要一条从主机到目标机的通讯通道。
主机
程序运行信息 控制命令
通信通道
目标机
打印调试信息
打印调试信息是基本的调试方式, printf()标准输出,在嵌入式系统中, 这种输出的通讯通道可能是串口或者 网络协议。在某些系统中,没有实现 标准输出,这就需要开发者自己开发 调试手段。
RO data (只读数据段)
RW data (读写数据段)
代码段 数据段
执行程序内部细节
1 #include <stdio.h> 2 #include <stdlib.h> 3 4 const char ro_data[1024]={"This is readonly data"}; 5 char rw_data_1[1024]={"This is global readwrite data"}; 6 static char rw_data_2[1024]={"This is internal readwrite data"}; 7 static char zero_data_1[1024]; 8
6.4 C语言程序的结构
C语言目标文件中的段 执行程序内部细节 目标文件各段的链接 C语言程序的执行
C语言目标文件中的段
C语言的目标文件一般包含三个主体段: 代码段(Code,又称Text) 只读数据段(RO Data) 读写数据段(RW Data)
只读区 读写区
Code (代码段)
集成开发环境:
ADS(Arm Developer Suite),主要需要使用以下工具: 编译器:armcc.exe(编译成ARM指令汇编)和
tcc.exe(编译成Thumb指令汇编) 汇编器:armasm.exe 链接器:armlink.exe ARM-Linux GCC交叉编译系统,则主要使用以下工具: 编译器:arm-lixux-gcc(可以统一编译-汇编过程) 汇编器:arm-linux-as 链接器:arm-linux-ld
15 char* memptr;
16 memptr = (char *)malloc(1024);
17 if(NULL == memptr)
18 {
19
printf("malloc error\n");
20
return -1;
21 }
22 else
23 {
24
printf("malloc successfully\n");
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