基于UML和SystemC的嵌入式系统集成开发方法的研究
UML在嵌入式软件开发中的研究与应用
UML在嵌入式软件开发中的研究与应用作者：郭颖来源：《电子技术与软件工程》2016年第01期在新的时代背景下，嵌入式软件得到了广泛的应用，并且人们对其的需求量在不断的增加。
同时人们对嵌入式软件的使用功能、可靠性以及体积等提出了更高的要求，这样就促使嵌入式软件更加复杂，从而就需要开发出一个更高效率的嵌入式软件。
【关键词】UML 嵌入式软件开发研究与应用1 前言现阶段，嵌入式软件被广泛的应用在计算机中，并且随着人们文化经济的提高，人们对其就提出了更高的要求，所以要想提高软件开发的效率和技术水平，可以应用UML。
2 UML建模的工序（1）需求：首先利用例图来对客户的要求和需要进行刻画，然后建模，并且通过商业过程和用户的需求构建出软件以及对其进行分析，这样就能够确保完成的软件能够与用户的要求相符合。
（2）分析：所谓分析主要是将用户提供的需求进行更加深入的分析，并且明确的标识出问题的细节。
在UML中，类图能够很好的对系统的静态结构进行描述，并且顺序图、合作图以及状态图则是描述系统的动态行为。
（3）设计：主要是根据分析中的问题提出相应的解决措施。
可以将UML中的类图、包图等转换成设计类和设计包。
（4）实现：根据UML中设计详细类图对其进行具体的编码。
（5）集成：采用UML中的构件图、包图、部署图等来实现对系统的集成和部署。
（6）测试：对于测试主要是根据类图来对其进行单元测试，并且根据类和包开展集成测试，从而就能够实现对整个系统的测试。
3 嵌入式软件开发的建模分析由于嵌入式软件具有复杂性的特征，所以仅仅只靠一个人是不能够完成整个软件的开发，这样就需要建立一支比较有实力的团队，并且还要建立统一的体系，这样团队的人员就能够做好相互合作，并且做好软件模块和软硬件的开发，以及促使客户的需求更加规范化。
现阶段，因为UML，即标准化的建模语言，它能够提供各种各样的模型图，这样就能够对软件的内容和工作的方法进行很好的阐述，从而就能够先建立模块、后进行编码，也能够在开始开发软件的过程中，确保团队每个人员对软件进行很好详细和整体的认识，继而就确保了整个软件结构的合理性。
UML软件分析与建模技术在嵌入式指纹门禁系统中的应用研究
UML软件分析与建模技术在嵌入式指纹门禁系统中的应用研究嵌入式系统的开发是一个软硬件协同设计过程，它需要不同技术背景的人共同开发．而传统的嵌入式软件分析与设计方法严重脱节，开发过程没有—个确定的统一的标准，这使得产品形成的每一个过程人为因素影响严重．此外，分析设计的结果不能在开发类似项目或产品时重用．以上几个问题成为多年来制约嵌入式系统发展的主要瓶颈，使得大部分嵌入式软件的开发工作变得十分困难甚至无法进行．作为面向对象建模技术的标准，UML适合于将复杂的系统设计问题简单化．它采用面向对象图形的方式对系统进行描述，支持从分析、设计到建模的全过程．按照UML规范，使用CASE工具Ra ti onal Ros e对嵌入式系统建模，不仅可以使系统分析设计实现标准化，而且将UML分析建模的构建方法和相应的集成和测试策略结合在一起，完全可以实现系统分析、设计和制作、测试分别由不同的项目成员在统一、一贯的方式下完成，这将会使高质量的嵌入式系统的开发变得更为容易．1、指纹门禁系统需求分析目前，将指纹识别技术应用到各种需要身份验证的系统或者嵌入到原有的大量保安系统，会大大提高系统的安全性和便捷性．本文中，设计了一个嵌入式指纹门禁系统，它使用指纹识别技术来验证用户身份，并提供了一套完整的软硬件来实现门禁系统的日常管理．主要包括：用户信息注册、删除、查询、指纹比对、门禁控制和监视以及日志管理等．针对嵌入式指纹门禁系统的复杂性，在本系统的开发中，按照UML规范，采用基于UML的嵌入式软件分析与建模方法，使用CASE工具 Rational R0 绘制了各种模型图，从不同的层次和角度为系统的分析、设计、验证以及实现过程提供支持，详细讨论了如何使用UML辅助完成整个系统的开发．1．1 系统功能需求建模过程首先应该从系统中的类开始，为了理解类的结构，需要对系统及其工作过程做一个总体陈述．经分析，该系统包含一个电动门、一个指纹传感器、一个微处理器、一个存储指纹库的存储系统、一个数字键盘、一个十字型按键、一个液晶显示屏、一个电动门以及两个状态灯．系统从指纹传感器中获取指纹数据，并在微处理器中进行预处理和特征提取，获取指纹的生物代码信息，并与指纹库中注册用户的指纹模板进行匹配算法的验证，并输出结果，通过状态灯显示，同时根据匹配结果发送控制信号控制门的开关．通过对系统及类做进一步分析可得到系统总的类图如图1所示．通过这幅图我们可以得知系统中所包含的基础类及其相互之间的关系，为后文动态模型的建立奠定了基础．图1 指纹门禁系统类图1．2 用例说明通过对系统的需求分析，我们确定了该系统需要实现的功能．那么如何形象化地描述这些功能，以便使我们更好地与用户沟通，更准确地了解他们的需求呢？这就要使用UML的用例模型．在UML中，用例可以被描述为参与者与系统之间的一次交互作用．每一个用例都是一种不同的使用系统的方法，都会产生不同的结果．而角色是与系统交互的对象，它是使用该系统的人或者其它系统．用例图列出了用户最想要的功能以及每个功能的描述．经分析，本系统的用例图如图2所示．图2 指纹门禁系统用例图从图中我们可以明确地了解到系统的功能需求．该系统主要有两类用户：普通用户和管理员．“启动系统”用例表明系统初始化时要进行传感器和微处理器等的自检．进入正常工作状态以后，普通用户可以通过“身份验证”用例进行指纹验证．如果是未注册用户则在获得合法II）的前提条件下，通过“注册”用例注册自己的相关信息．系统提供的“开／关门”用例则主要是根据指纹匹配结果，通过信号线将控制信号传输给门的驱动电动机以此来控制门的开关．管理员主要负责系统维护，可以使用“注册”、“查找”和“删除”等用例进行信息管理操作．由于在该阶段我们对系统还没有充分理解，同时为了控制用例的数目，在这里我们只是给出了系统的总体用例模型，在随后的详细设计阶段我们可以对这些用例进行进一步的细化以精化系统的需求．2、指纹门禁系统设计需求分析完成以后，可以依据分析结果和所建立的模型图进一步指导系统的设计．系统设计主要包括了用例详细设计、类设计、数据模型设计等．2．1 用例详细设计详细设计阶段需要对系统需求中的每个用例进行详细的分析，并以一种通用的表示来文档化，以便使开发人员更清晰得了解每个用例的具体实现过程．本文以指纹验证用例为实例，对该用例进行更进一步的详细分析，它包含了指纹采集、预处理、图像增强、细化、二值化处理、特征码提取、比对、结果输出等过程，这些过程都可以通过文档清晰地表示．我们在描述系统用例时，是从用户角度出发的，没有涉及系统内部．通过分析得到满足系统需求的类之后，便可根据用例驱动的思想，通过类之间的交互来实现用例．嵌入式系统一般都要与硬件设备如传感器等进行交互，同时还有很强的时间和内存空间的约束．交互图就是用来描述对象间的动态交互行为的，它一步步地显示了使用案例的流程．在UML中定义了两种交互框图：顺序图和合作图．这两种框图显示同一信息，但组织方式不同．顺序图按时间排序，依次显示对象间进行的操作；合作图则以数据流为中心，显示各个对象间的数据交换情况．由于顺序图能更好地说明对象间的交互顺序，有利于我们理解系统，所以本文以“指纹验证”用例的顺序图（见图3）为例来描述对象之间的交互过程．其它用例都可以采用此种方法来详细说明，以便我们更清晰地了解系统每个功能（用例）的具体实现过程．图3 指纹验证用例顺序图2．2 类设计UML规范按照类职责不同将系统设计类分为边界类、实体类和控制类．其中实体类是系统运行的数据基础类，也是类设计的核心部分．按照RUP的思想，采用名词分析法对系统需求进行分析，便可以得到大部分的实体类．对于指纹门禁系统而言，指纹信息数据是系统的核心数据，同时，一些相关的管理信息也是实体类的组成部分，主要有用户信息、系统13志等等．在这里我们只对系统中两个主要类进行分析，如下表格1，2所示．表1 指纹图象FingerImage实体类表2 指纹特征Finge rf eature实体类2．3 数据库模型设计完成实体类的分析与设计之后，可建立其数据库模型．在本系统中采用Pc 机与嵌入式处理器之间的通信来管理相应的数据，因此PC机上数据管理系统的数据库模型设计如下图4所示．数据库表组成包括注册用户管理、被鉴定人信息、指纹特征数据和日志管理，数据库中表结构字段的描述与上文实体类成员变量的结构是相对应的．例如：注册用户信息由RegisterUse rs表组织，设置的字段有：用户ID、姓名、用户级别等；指纹图像数据表Fin- gerimage设置的字段有：图像名称、图像保存路径、图像特征数、图像宽度、高度等；指纹特征数据表FingerFeature设置的字段有：ID、注册用户指纹特征、被鉴定人指纹特征、指纹特征数等，完全可以满足系统的需求．图中其它各表的详细数据项描述可根据实际的需要来设计，在此不作过多举例说明．各个表间的连线表示数据表约束，例如：RegisterUs-ers表和W or klog表之间的对应关系为一个注册用户可以对应多条日志记录．同时，RegisterUsers表的主键用户 ID）是表WoALog的外键，图中其他依赖关系表示含义相同．3、指纹门禁系统实现与集成测试通过反复迭代上述建模及模型验证过程，便可建立起整个系统的正确模型．建模工作流完成以后便是系统的实现阶段，此阶段主要进行下列工作：（1）实现平台的选择①硬件的设计与实现本系统硬件平台采用SAMSUNG公司的S3C2410开发板设计实现，CPU采用，S3C2410A ARM920T．②系统软件的设计与实现ARM应用软件的开发需要交叉编译环境，而在Windows平台下常用的ARM SD T调试器提供了一个集成开发环境］DE，可以在一台Pc机上完成编辑、编译、链接、下载和调试等工作．开发工具安装之后，可以用ARM Project Manager来生成一个自己的工程，并在ARM Debuggefor Windows下进行调试．因此，本系统的指纹图像处理及匹配算法采用V C语言在IDE中实现。
基于SystemC的嵌入式系统软硬件协同设计
［ 关键词 ］ｙｔｍＣ 嵌入 式 系统 软硬件协 同设计 Ｓｓ 了信息化时代， 信息化社会 的发展需要用到各种 各样的嵌入式 电子设备 。随着这些嵌入 式电子设备应用领域的不断扩 展， 功能的不断增强， 市场竞争的不断激化 ， 设计所涉及 的问题也越 系统 来越 多， 系统设计 的难度也越来越大， 的上市 时问也越来越短 。 要求 传统 的开发方法采用反复试验法， 计周期 长 、 设 费用开支大 、 品质量难 以保 产 证。针对这些问题， 业界提出了软硬件协 同设计技术 。 本文对软硬件协同设计技术进行 了较深人 的探讨 ， 出了该技术存 指 在 的一些问题， 并针对这些 问题， 提出 了一种 基于 Ｓ ｓ ｍＣ的软硬 件协 ｙｔ ｅ 同设 计模 型。本文对基于 Ｓｓ ｍ ｙｔ Ｃ语言 的嵌入式 系统软硬件协 同设计 ｅ 方法进行叙述 ，并通过 实例来证明本模型能在 系统开 发时实现软件和 硬 件的并行开发 短了产品 的开 发时间， 缩 减少 了开发 中所付 出的人力 和物 力 ， 能 有 效 地 保 证 系 统 开 发 的质 量 。 并 二 、 入 式 系统 的 传 统 设 计 方 法 嵌 传统的嵌入式系统设计开 发方法通 常是采用反复试验法来完成的， 通常在系统设计刚开始 时就根 据功能和设计经验划分为软件 和硬件 两 大部分， 然后分别设计 和调试 。在整个 开发过程 中， 开发者通过反 复修 改 、 复试验使 产品达到设 计要求 。通常是首先设计 调试硬件模块 ， 反 硬 件模块调试通过后， 在硬件 电路板上进行交叉调试软件部分。然而随 再 着硬件集成度的不断提 高， 系统开发过程 中常常可能因为硬件设 计不 在 当而影响整个系统 的性 能。如果 软件开发过程 中发现硬件设计上存在 的问题， 严重时就不得 不重新设计硬件 。所 以硬件优先设计这种方法经 常可能导致设计质量差 ， 设计修改难， 研制周期不能有效保障。随着设 计 复杂程度的提高， 软硬件设计 中的一些错误将使开发过程付出昂贵的代 价 。为了避免出现这种情况， 系统 的硬件还未制造之前就应该先对包 在 括硬件在内的整个 系统功能和性能进行设计验证， 这就是嵌 入式系统 软 硬件协同设计技术。而在 软硬 件协同设计过程 中协 同验证 和协 同仿 真 将贯穿整个设计 过程， 而避免 由于独立设计软硬件体系结构而带来 的 从 种种弊端。 三、 嵌入式系统 的软硬件协 同设计方法 软硬件协同设 计方法是一种非常灵活的设计策略， 它是在系统 目标 要求 的指 导下， 通过综合分 析系统软硬件 功能及现有资 源， 最大限度地 挖掘 系统 软硬件之间 的并发性 ， 同设计 软硬件体系结构 ， 协 以便系统能 够工作在最佳工作状态 。协 同设计技 术强调软件和硬件设计开发是一 个并行和相互反馈 的过程 。简单地说， 就是让软件和硬件体 系作为一个 整体 并行设 计， 找到软硬件 的最佳结合点 ， 使它们能够 以最有 效的方式 相互作用， 互相结合， 而获得满 足综 合性 能指标的最佳解决方案 从 】 。在 开发过程 中协 同验证 、 同仿 真将 贯穿整个设计过程， 尽早发现错 协 以便 误’ 避免重复设计， 这样设计的效率也将大幅度提高。
UML在嵌入式系统开发中的应用
的是 如何在给 出的各种约 束条 件下给 出恰 当的项 目毹 让 成 员之间 的合作 、软件模 块和软 硬件 之 间的协 同开 决方 案 ，涉及到 生成具体 的抽 象类及 软硬 件平 台的选 发 ，以及具体 化客 户需 求的过 程都更加 规范 。 当前主
１． １ 、需 求 ：用例 图来 刻画客 户 的需求 。通过 用
益 扩大 ，人 们对 嵌入 式系 统需 求的 日益增 加 ，与此 同 例建模 ，发掘是 谁 与系统打 交道 、系统 的主 要功能 、 时用户 对嵌入 式 系统 的功能 、可 靠性 、体积 、功耗 等 系统 与外部 的交 互是是 如何 进行 的。通 过商 业过程 和 方面也 有 了更高 的标准 ，正 因如 此 ，现 如今 的嵌 入式 用户 需要构 建 的系统进 行分 析 ，可 以准 确把 握住 用户 系统 变得更 加复 杂 。那么 如何高 效率 的开 发一个 嵌入 的需求 ，保 证最终完成的系统完全 符合 用户的需要 。 １． ２ 、分 析 ：此阶段 主 要是对 用户 给 出的需 求进 式 系统 ，是一 个 当前急 需解决 的课题 。ＵＭＬ 是 一种定 义 良好 、易于表 达 、功能 强大且 普遍 适用 的建模 语言 行进一 步 的分 析 ，明确 问题 的细 节 。Ｕ ＭＬ 中的类 图能
统 开发 方法 ，并将其应用到 一个 名为数码相框 的实 际嵌入 式项 目中。应用结果表 明：结 合Ｕ Ｍ Ｌ 来开发嵌入式系统能够很好 的解决开 发过程 中从需 求分析 到实际测试各 阶段 的一
基于UML-SystemC的协同设计方法
Vol.28No.7Jul.2012赤峰学院学报（自然科学版）Journal of Chifeng University （Natural Science Edition ）第28卷第7期（上）2012年7月1引言嵌入式系统技术已进入SoC(片上系统，Systemon a Chip ）时代，原有的硬件设计语言难以满足新的芯片设计要求.如何提高设计的对象层次，在较短时间内设计出较高性能的芯片，以及保证芯片在多组协同设计下的兼容性和稳定性，已经成为当前最受关注的问题.目前综合运用UML 的建模能力和高效的软硬件设计语言SystemC 开发SoC 正成为主要方法.在传统SoC 设计中，系统被划分为软件和硬件两大部分，软件和硬件独立进行开发设计.这样就无可避免地隐含一些问题，如软硬件之间的交互受到很大限制、软硬件之间的相互性能影响造成很难评估和系统集成相对滞后，导致设计质量差、设计修改难和研制周期不能有效保障，软件设计师和硬件设计师要分别在不同的环境下对系统测试，影响整个产品的设计效率.本文所研究的SoC 设计基于UM L 和System C ，其设计流程见图1.在这种设计模式中，软硬件在设计过程中可以随时进行共同验证，有效的避免了传统设计流程上的问题.System C 软硬件协同语言是一种系统级描述语言，偏向于高阶设计，避免了SoC 设计中前级设计方法与系统验证策略的缺乏，而低阶RTL 设计则可以通过开发工具将Sys-tem C 代码转为Verilog 或System Verilog 代码，再将Verilog 可综合代码转为电路设计.UML 的每一类图形都与System C 代码一一对应，大大减少代码出错率，代码可以分成多组协同设计，大大提高了设计效率；系统模块与HDL 随时可以进行共同验证，联系紧密；软硬件设计师使用同种环境进行测试，提高产品设计效率.本文对基于UML 的SoC 设计方法进行了剖析，给出了新式设计的整体理念.最后通过一个实例验证新式设计模式在片上系统设计中的科学性与实用性，证明了该种设计模式可以保证芯片在多基于UML-SystemC 的协同设计方法林炳生，刘君圣（闽江学院物理学与电子信息工程系，福建福州350108）摘要：系统级SoC 的设计包括硬件和软件的协同设计，涉及物理约束、实时性和并发等关键问题.本文应用UML 建模和SystemC 语言软硬件协同开发技术，阐述一种有效的Soc 的设计模式，并通过一个录音芯片的软硬件描述，进行仿真实验.实验表明这种方法保证了芯片在多组协同设计下的兼容性和稳定性，很大程度上提高了Soc 设计效率.关键词：UML ；SystemC ；Soc 中图分类号：ＴＰ３９１．７文献标识码：A 文章编号：1673-260X （2012）07-0023-04基金项目：福建省2010大学生创新性实验计划资助项目(mjcx1001)２３－－组协同设计下的兼容性和稳定性，并在很大的程度上提高了设计效率.2基于UML和SystemC的SoC设计2.1UM L在SoC设计中的应用UML（统一建模语言）是一种可视化的建模语言，用来描述复杂的系统结构.它具有定义良好、易于表达并支持各个级别的抽象综合等优势，可以对几乎任何静态结构或动态行为的系统进行建模，弥补传统SoC设计方法的不足，使设计者能够专注于较高层次上的整体规划，而不必过于关注底层代码实现细节.UM L主要由事物、关系和图三者构造而成.这里的事物主要有类、接口、协作和用例等，它们是对模型中最具有代表性的成分的抽象;关系则把各事物结合起来，在面向对象技术中，主要有依赖、关联、泛化和实现等关系;而图是UML建模的最终成果，是聚集了相关事物的图形表示，它们能够清晰地表达系统分析设计中的复杂概念，能够反映不同视角上的系统模型的投影.UML提供了5类图，其中包括9种图形，如表1所示：（1）用例图(use case diagram)从用户的角度描述系统功能，展现了参与者(人、事物、其他系统等)、用例及他们之间的关系，将每个系统中的用户分离并抽象，防止功能重复和出现多余的类.（2）静态图包括类图(class diagram)和对象图(object diagram).类图是最常用的UML图，显示出类、接口的内部结构以及它们之间的关系，主要用在系统结构的描述.对象图则实例化了类图，从实际的或原型化的情景来表达系统的静态过程，一般使用它来说明数据结构、类图中的类或组件等的实例的静态快照.（3）行为图有状态图(statechart diagram)和活动图(activity diagram)两种.状态图展现一个实体基于事件反应的动态行为，显示了该实体如何根据当前所处的状态对不同的事件做出反应的.活动图是状态图的一种特殊形式.其中所有或多数状态都是活动状态，而且所有或多数转移都在源状态中的活动完成时立即触发.（4）交互图用于描述对象间的交互关系.其中序列图(sequence diagram)用来描述对象之间消息发送的先后次序，阐明对象之间的交互过程以及在系统执行过程中的某一具体时刻将会发生什么事件.协作图(collaboration diagram)强调收发消息的对象的组织结构.协作图和序列图是可以相互转换的.（5）实现图包括构件图(component diagram)和实施图(deployment diagram).构件图描述系统构件及各构件之间的依赖关系.实施图展现了运行时物理节点以及其中的构件的配置等.将抽象建模结合到SoC设计当中，大大改进了SoC设计流程.使用UML对系统进行整体建模，可以对系统的需求、功能和相应的行为以图形化的形式详尽地描绘，使得系统设计人员提前对整体设计有感性认识.这种通过UM L图来描述系统软件模块，再通过工具生成相应C++代码的SoC设计方法，使得电路设计从传统的代码编写提升到系统级建模的层次，改善了SoC设计的流程，提高了团队小组间的协调合作效率，从而进一步提升SoC的研发速度.2.2SystemC在SoC设计中的应用SystemC是一种系统级设计语言，它在C++基础上添加了硬件扩展库和仿真核，使之可以建模包括软件和硬件的电子系统.SystemC以C++作为底层标准，为了具有硬件描述能力，SystemC一方面扩充了核语言，包括Module(模块)、Process(进程)、Interface(接口)、Port(端口)、Channel(信道)、Signal(信号)、Time(时间)、Event (事件)等;另一方面扩展了12种数据类型（DataType），包括有2个值的逻辑变量(sc_bit，sc_bv<n>)、4个值的逻辑变量(sc_logic，sc_Iv<n>)、1~64位的有(无)符号整型数(sc_int<n>，sc_uint <n>)、大于64位的有(无)符号整型数(sc_bigint<n>，sc_biguint<n>)和定点数(sc_fixed，sc_ufixed，sc_fix 和sc_ufix)等.此外SystemC还提供了用于软硬件模块连接的信息传输通道(Elementary Channels),包括sc_buffer，sc_fi_fo，sc_signal_rv，sc_semaphore和sc_ mutex等，方便了系统的模拟验证.下面阐述SystemC的几个重要名词：（1）模块(module)：这是划分设计的基本块，可以将复杂的芯片系统设计分成一个个小小的可管理的.一个模块可以包含端口、信号、进程甚至其他模块等.（2）进程(process)：进程是包含在模块中的用于描述功能的元素，在系统设计中可以使用进程描述并发行为.SystemC中有三种进程:Thread Process、Method Process、Clocked Thread Process.它们是相对独立的线程，通过事件触发执行，可在指定执行点挂起或恢复.（3）通道(channel)：通道是通信和同步的一个容器，它实现了一个或者多个接口(interface)，接口是访问通道的方法.同个模块下不同进程间可以直接使用通道进行通信.用例图静态图行为图交互图实现图用例图类图状态图序列图构件图对象图活动图协作图实施图表1UM L图的种类２４－－（4）端口(port)：不同模块间的数据通过端口传递，两个模块的端口指向同一个通道时，便可以利用该通道共享数据.它有三种模式：sc_in,sc_out, sc_inout.（5）信号(signal)：信号可以连接各个模块的端口.SystemC支持软硬件协同设计，支持在C++的环境下对软硬件及相关接口的描述，支持门级、RTL级、系统级等抽象层次上硬件的建模与仿真.SystemC语言的特点使得系统设计人员可以在设计过程中高效快捷地对软硬件部分进行协同验证，以及时地分析评估系统性能和设计的正确性,成熟的C++技术使得协同验证速度大幅的提高.如图2展现了基于SystemC的软硬件协同设计过程.在一个SoC设计中，首先进行系统描述，定义系统功能.接着根据系统功能特点对各个功能模块的实现方式进行分析，完成软硬件功能模块的划分.划分后，软硬件模块可以并行开发，软件模块用C++实现，硬件模块由SystemC实现.开发过程中，软硬件模块可一同在SystemC库的支持下随时进行验证或仿真，若发现问题，可以及时作出相应调整或重新划分软硬件模块，直到验证仿真满足系统需求.因此，使用SystemC使得设计人员仅需使用一种开发环境，一种开发语言自由地完成SoC软硬件总体设计，不仅缩短了设计周期，而且降低了硬件设计部分的复杂度、减少了代码量与工作量，总体上提高了开发设计的效率.3基于UML和SystemC的SoC设计实例UML与SystemC的巧妙配合能够提高SoC设计效率，缩短开发周期，提高产品质量.在节中，将以一个录音芯片为实例，完整的介绍从UML建模到SystemC代码实现的整个SoC设计流程.3.1UM L设计一个简单录音芯片功能需求有两个，一是录制一段声音，二是播放上次录制的声音，据此即可画出系统用例图.对芯片进行系统分析、结构设计，将系统划分设计为多层级的组合结构，为直观展现这种层级关系可以用UM L的组合结构图来设计，如图3：Recorder模块设计就是一个大模块，其内部含有次层级的M icrocontroller、M emory和Keypad三个子模块，而其中的M ircocontroller子模块内部又含有次层级更小的模数/数模转换子模块.我们还可以用UM L的类图呈现出另一种有空间感的层级关系.接着将各模块进一步细分，进行线程设计，在UML中以活动图来体现线程设计.将5个模块进行分解，制作对应的活动图.使用活动图来表示两类进程的状况：一是一个模块内几个进程的并发执行状况，另一种是单条进程的执行细节，这些细节对应的就是一段SystemC程序.如图4、5分别展示了这两种图.经过以上的几个步骤后，我们已经将一个芯片由顶而下细分成了进程，在这种设计模式下，由于有了UM L建模图，我们可以直观的知道各个模块之间的关系与数据流向.例如负责M ircocontroller 模块的小组，他们不需要知道M emory模块如何实图3录音芯片组合结构图２５－－现.从结构图中可以知道，他们只需关心如何从M emory模块获得信号、如何向Memory传递信号.负责ADC\DAC模块的小组则只需实现模拟数字信号之间的转换.同样的，负责Memroy模块的小组只是要将数字信号进行存储与送出而已.UML建模保证了芯片在多组协同设计下的兼容性与稳定性，在SoC设计中发挥了它的特色.执行各自不同功能的模块要拼搭成某个具有新功能的模块，必然少不了相互之间的通信，明确各个模块、进程之间在执行过程中信号的流动对于设计SystemC代码来说是很重要的.UML通信图可以很好的表现出模块内部某一群对象在执行过程中的传递状况.3.2SystemC代码实现有了UM L建模后，就可以将程序与图形一一对应，最后拼装成一个完整的芯片.每个小组独立进行设计，只要实现自己负责的功能即可，他们唯一关心的就是与其他模块之间的通信，有了UM L 建模的图形，模块间的通信就一目了然了.例如M emroy模块，它与Controller模块间只有2个相连的端口In与Out，那么在SystemC代码中，Memroy 模块的头文件里有这么一段声明//Memory.h…………sc_port<sc_fifo_in_if<sc_bv<8>>>In;sc_port<sc_fifo_out_if<sc_bv<8>>>Out;…………而在M emroy.cpp文件中，要做的就是获取In 端口传来的数据并存储以及将存储的数据写到Out端口.//Memory.cpp…………for(int i=0;i<4;i++){if(In->num_available()==0)wait(In->data_written_event());DataBuff[i]=In->read();cout<<DataBuff[i]<<endl;}…………上诉代码将读取In口，如果有数据就放到DataBuff数组中，而最后DataBuff将被综合成一个存储器，实际上就是完成了将In口输入的数据存储的功能.3.3芯片仿真通过SystemC编写测试平台进行了芯片仿真.实验证明，在多个小组独立设计的情况下，编写的main函数顺利的执行，实验能仿真成功.如图6，展示了播放过程的仿真结果，M emory模块将之前录好存储的数字信号通过端口输出，DAC模块接收数字信号并将其转换为音频模拟信号输出，给Recorder外层结构接收.4结论UML的图形表示法不仅直观性强而且抽象度高，便于隐藏细节，凸显重点，配合SystemC程序语言来填补细节，在提高系统效率的同时还保证了系统的创新性,此外系统的设计与开发效率也能得到大幅度提高.在UM L建模后，可将芯片分成多个模块给不同小组进行协同设计，不同组间可以不受其他小组约束进行模块设计，使用SystemC能够在设计开发过程中对多个不同模块进行协同验证与仿真，以及时发现问题、解决问题，减小返工率.———————————————————参考文献：〔1〕邱郁惠.Soc设计UML实务手册[M].机械工业出版社，2008．〔2〕Bhasker J.SystemC入门[M].北京航空航天大学出版社,2008.〔3〕郑人杰.UML建模大赛专家视角[EB/OL].http: ///index.aspx.〔4〕陈燕.基于UML的嵌入式系统系统级设计方法研究[D].上海复旦大学,2005.〔5〕欧阳坚，沈海斌，颜晓浪.系统级芯片设计与Sys-temC[J].微电子学，2002,32(6):453-456.〔6〕王建新，姚放吾.基于UML的软硬件协同设计方法[J].计算机技术与发展,2006，16(1)：96-98.〔7〕罗娟，曹阳，李德识.基于模式的SOC设计方法研究[N].北京优点大学学报,2004（12）．〔8〕张海涛，龚龙庆.基于UML的SoC建模设计方法研究[J].计算机技术与发展，2008，18(3):145-147．图6实验仿真结果２６－－。
嵌入式系统软件设计方法研究及应用
嵌入式系统软件设计方法研究及应用一、本文概述随着科技的飞速发展和智能化趋势的加剧，嵌入式系统已广泛应用于各个行业，如智能家居、汽车电子、工业自动化等。
作为这些系统的核心，嵌入式软件的设计质量直接关系到整个系统的性能和稳定性。
因此，对嵌入式系统软件设计方法的研究和应用显得尤为重要。
本文旨在深入探讨嵌入式系统软件设计的方法论，并结合实际应用案例进行分析。
我们将概述嵌入式系统软件设计的基本概念和特点，阐述其与传统软件设计的异同。
接着，我们将重点介绍几种主流的嵌入式软件设计方法，如基于模型的设计、敏捷开发方法等，并分析它们的优势和适用场景。
本文还将探讨嵌入式系统软件设计过程中的关键技术，如实时性、低功耗、可靠性等。
我们将分析这些技术在实际应用中的挑战和解决方案，为嵌入式软件开发者提供有益的参考。
我们将通过几个具体的应用案例，展示嵌入式系统软件设计方法在实际项目中的应用效果。
这些案例将涵盖智能家居、汽车电子、工业自动化等领域，以展示嵌入式软件设计的多样性和创新性。
通过本文的研究和讨论，我们期望能够为嵌入式系统软件设计领域的发展做出一定的贡献，并为相关从业人员提供实用的参考和指导。
二、嵌入式系统软件设计基础三、嵌入式系统软件设计方法四、嵌入式系统软件设计优化技术五、嵌入式系统软件设计案例分析六、嵌入式系统软件发展趋势与挑战随着科技的飞速发展，嵌入式系统软件作为连接物理世界与数字世界的桥梁，其重要性日益凸显。
嵌入式系统软件的发展趋势与挑战，也随之成为业界关注的焦点。
发展趋势方面，嵌入式系统软件正朝着更高性能、更低功耗、更强安全性的方向发展。
随着芯片技术的不断进步，嵌入式系统的处理能力得到了大幅提升，这使得更复杂、更大型的软件可以在嵌入式系统上运行。
随着物联网、移动计算等技术的普及，嵌入式系统的功耗问题日益突出，因此，低功耗设计成为嵌入式系统软件的重要发展方向。
随着网络安全问题的日益严重，嵌入式系统的安全性也受到了前所未有的关注，安全性设计已成为嵌入式系统软件不可或缺的一部分。
基于UML的嵌入式软件开发
基于U M L 的嵌入式软件开发枣庄学院计算机科学系 贾丽娜[摘 要]嵌入式技术的广泛应用,使嵌入式系统核心技术得到很大发展,嵌入式软件开发环境的发展,使一直“深埋”于系统的嵌入式应用软件变得开放而易于开发。
U M L 是一种面向对象的建模语言而不是一种方法,它独立于任何一种开发过程,但支持过程开发。
U M L 开发者提出的开发过程采用用例驱动,是以体系的开发为中心的迭代、递增的过程,是开发嵌入式软件的理想过程。
[关键词]嵌入式系统 迭代增量式软件开发 U M L 1、什么是嵌入式系统嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求的专用计算机系统。
嵌入式软件开发环境始终是研究的热点之一。
在航天航空、网络、智能电器、仪器仪表、工业自动控制、军事等领域得到广泛应用。
嵌入式系统设计模式主要有:基于A SIC 的嵌入式微处理器、D SP 系统、So C 系统、基于现场可编程逻辑器件FP GA 设计及SoP C 系统设计。
随着嵌入式应用的不断的增长,嵌入式系统的需求的复杂性、不确定性也在不断地提高,系统规模逐步地扩大,产品的研发周期又在不停的缩短,这给嵌入式应用软件的开发带来了新的挑战,传统的设计方法已经不能满足设计要求,为解决设计的困难,将软件工程的理论应用到嵌入式系统设计领域成为发展方向,特别是面向对象的迭代增量式软件设计方法和基于模型的仿真技术在嵌入式系统设计中的应用已成为近年来的研究重点。
2、迭代增量嵌入式软件开发方法传统的嵌入式软件开发环境的最大特点是以源程序的开发和测试为核心的。
嵌入式软件的开发过程和一般软件的开发一样,必须经过软件开发的分析、设计、编码、测试四个阶段。
分析过程定义了软件要解决的问题的空间,设计过程定义了问题的解决办法,编码是对设计的具体实现,测试过程可以验证系统是否满足需求、实现是否满足设计。
下图是传统嵌入式软件开发的一般的过程。
嵌入式系统体系结构和开发方法研究
现代嵌入式系统体系结构和开发方法分析胡旭伟<计算机科学与技术，计算机科学与工程，07计3W，07141329）摘要：随着计算机硬件技术的快速发展，出现了越来越多的便携设备和智能设备。
这些设备中通常包含控制用的CPU和相应的操作系统；这类特殊的计算机系统叫做嵌入式实时系统。
嵌入式实时系统以其简洁高效等特点在计算机、通信等领域中广泛使用。
如今,由于嵌入式系统的市场巨大、潜力无限,全球的生产商都非常看好这一领域,纷纷投入了大量的人力物力,而围绕嵌入式系统的研究、设计和开发正成为计算机发展最活跃的方向之一.从嵌入式系统设计角度来看,任何一个系统都是一个输入/ 输出处理系统. 广义地说,所处理的物理量可分为模拟量、开关量与数字量. 若能了解一个实际的对象系统有哪些输入的物理量,哪些输出的物理量以及它们之间的内在关系,就可以设计出以单片机为核心的应用系统,并通过编程实现输入/ 输出之间的关系。
关键字：嵌入式系统引言嵌入式系统一般指非Pc系统，它包括硬件和软件两部讣。
硬件包括处理器／微处理器、存储器及外设器件和I／O端、罔形控制器等。
软件部分包括操作系统软件(OS>(要求实时和多任务操作>和应用程序编程。
有时设计人员把这两种软件组合在一起。
应用程序控制着系统的运作和行蔓，；而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。
嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。
嵌入式微处理器一般媳备以下4个特点：(1>对实时多任务有很强的支持能力，能宠成多任务并且有较短的中断响应时间；(2>具有功能较强的存储区保护功能；(3>可扩展(生长>的处理器结构，以能最迅速地开发出满足应用的各种性能的嵌入式微处理器；(4>功耗很低。
1 嵌入式系统的历史虽然嵌入式系统是近几年才风靡起来的，但是这个概念并非新近才出现。
从20世纪七十年代单片机的出现到今天各式各样的嵌入式微处理器，微控制器的大规模应用，嵌入式系统已经有了近30年的发展历史。
基于UML的嵌入式系统系统级设计方法研究
基于UML的嵌入式系统系统级设计方法研究随着微电子技术和超大规模集成电路的高速发展,嵌入式系统的规模越来越大,硬件部分的异构程度和软件部分的功能复杂程度都达到了历史最高点。
在更高的设计复杂度和更短的面市时间压力下,提高抽象层次,采用软硬件协同设计方法,进行系统级设计已成为解决问题的有效途径。
模型驱动构架(MDA)是目前软件工程领域内重要的战略方向,它以若干的标准定义了一个软件开发框架。
UML模型是MDA中的核心任务,整个开发过程以系统的建模行为为驱动。
比较MDA与嵌入式系统软硬件协同设计方法可以发现,它们在任务和目标上非常一致,如系统软硬件无关的统一建模,系统综合和验证等等。
嵌入式系统的设计方法一直和软件开发方法保持相对的距离,本文尝试在嵌入式系统设计中融合先进的软件工程成果,促进嵌入式系统设计方法的新发展。
本文的重点是基于UML的嵌入式系统系统级设计方法研究。
主要围绕模型驱动构架(MDA),研究嵌入式系统的平台无关模型(PIM),平台相关模型(PSM),模型转换方法,以及模型验证等方面。
论文主要进行了以下四个方面的工作: 1) 以UML2.0版本的最终草案为依据,对UML和采用面向对象技术的实时嵌入式系统建模进行了介绍。
提出以MDA 为主要框架的嵌入式系统设计新流程,该流程的主要特点是:以UML模型为系统的主要设计模型,分别包括平台无关和平台相关两种不同抽象层次的模型,从而有效分离系统功能和实现描述;系统综合通过自动化的模型变换来实现,因此能够提高开发效率,支持设计空间的快速搜索。
2) SystemC语言通过扩展C++类库来提供对系统硬件结构的描述能力,且支持从寄存器级到系统级等不同的抽象层次,是目前重要的嵌入式系统级设计语言之一。
本文采用它作为系统实现的目标平台语言,一方面用来对系统目标平台的特定软硬件结构进行描述,另一方面用来表示系统综合后的系统实现。
扩展的UMLforSystemC语言是MDA中平台相关建模的基础,也是实现自动化模型变换的(系统综合)的重要形式化基础。
用 UML 建模开发嵌入式软件
用UML建模开发嵌入式软件///摘要针对面向对象开发与C语言的优缺点，提出一种新的方案，用面向对象的思想与开发工具进行软件的设计，用C语言进行编码，给出新方案应用实例，并在此基础上提出几种进一步优化程序性能的方法。
新的方案增强了用C语言开发系统软件的可理解性、可移植性和稳定性，同时又保持了C语言高性能与低二进制代码长度的优点。
关键词面向对象嵌入式 LIML 统一建模语言引言面向对象开发方法无疑是当前最流行的软件开发方法。
这归功于面向对象开发的众多优点：可靠性高，所开发的程序更健壮；由于面向对象编程的可重用性，可以在应用程序中大量采用成熟的类库，从而缩短了开发时间；继承和封装使得应用程序的修改带来的影响更加局部化，应用程序更易于维护、更新和升级。
另外，UML建模语言和Rosc等CASE工具为面向对象的流行也起了很太作用，这些工具允许应用规范的面向对象分析和设计的方法与理论，远离纠缠不清的源代码，使得构建和设计变得更直观、更容易理解与修改，从而大大提高开发效率。
嵌入式系统的应用越来越广泛，嵌入式计算机在数量上远远超过了各种通用计算机。
嵌入式软件的开发与PC软件的开发相比存在一些特别的地方；①嵌入式软件代码往往要求高质量、高可靠性；②嵌入式软件要求尽可能短的二进制代码长度和数据长度，尽管半导体技术的发展使处理器速度不断提高、片上存储器容量不断增加，但在大多数应用中，存储空间仍然是宝贵的；③嵌入式系统往往存在实时性的要求。
这些特别要求使得面向对象开发不太适合嵌入式系统。
汇编语言是一种非结构化的语言，对于大型的结构化程序设计已经完全不能胜任了，而C语言相比其他高级语言具有明显的性能优势，这些原因使得C语言成为嵌入式系统开发的最佳选择。
随着后PC时代的到来，嵌入式应用迅速增长，应用的复杂性也急剧增加，C语言对应的传统结构化设计方法已不能满足嵌入式软件设计和开发的需要。
能不能把面向对象开发与C语言的优点结合起来?对这个问题，已经有人提出过一些方法，主要集中在用C语言来实现C++的语法，如用结构来模拟类，用函数指针来表示成员函数。
基于UML的嵌入式软件开发
于 ， ｈｐｏ 可令开发人员直接在图形界面进行调试 ， Ｒ ａ ｓｄ ｙ 消除逻辑错
误及功能性需求错误 ： ． 三 代码和模型的自动相关 ， 嵌入式设计大部 分用于军工、通信乃至医疗领域 ，因此希望能实时看到模型各部分 对应的代码。Ｒ ａ ｓｄ ｈ ｐｏ ｙ系统中的代码可读、 可修改 修改后的代码还可进行自动更新 这对嵌入式系统非常重要。
当前 ， 嵌入式软件开发多采用文档形式。文档式嵌入式系统的局限在于． 文档本身在传递过程
中不可被测试 ． 由此各阶段问形成 了沟通障碍。由于不可测试 ， 需求的错误被逐层积累 ， 只有系统测
试时才能发现。这就产生了矛盾： 大部分错误在前面已经形成， 但只能在后面发现。因此， 在纠正错
一
一
…
…
…
而后进行系统架构 ． 系统由两部分构成 ： 软件及硬件。硬件方 面． 需掌握硬件提供的功能 ． 如发光发声 ， 键盘输入及其具体接口ｉ
— ｃ
， “ － ” －
软件方面． 报警控制器是软件的主架构． 而如何控制硬件如马达、 发光二极管等． 则是一个系统级架构。 明确系统架构后 ． 则需给 出可行性设计方案 ， 通常会先提供几 种不同的设计方案以备选择。 以本系统为例 ， 既可以采用复位的解
括设计的各个环节。 它可用于建模的前期分析、 如． 验证、 测试或生
０人 ～ 叶
成文档等。在该环境 中客户可加入 自己的 Ｃ或 Ｃ＋＋ 代码 。 Ｒａ ｓｄ ｈ ｐｏｙ的功能包括： 一． 自动生成代码 ， 在系统 中输入状态 机 模型架构或软件架构 ， 系统即可生成 Ｃ语言代码 ： 验证模型 二，
嵌入式系统与软件设计的一体化研究与应用
嵌入式系统与软件设计的一体化研究与应用嵌入式系统是一种专门设计用于控制特定硬件设备的计算机系统。
它通常嵌入在其他设备中，具有实时性、可靠性和高效性等特点。
嵌入式系统的设计与应用对于各行业的发展都具有重要意义，尤其在物联网、智能家居和工业自动化等领域中扮演着关键角色。
而软件设计是构建和实现嵌入式系统的关键环节，它涵盖了各种软件开发技术和方法。
因此，嵌入式系统与软件设计的一体化研究与应用成为了当前科技领域的热点问题。
随着计算机技术和物联网技术的不断进步，嵌入式系统的功能和复杂性也在不断增加。
这就要求嵌入式系统的软件设计必须与硬件设计密切结合，做到无缝衔接，以实现嵌入式系统的高效运行。
一体化研究与应用的目标就是通过提供统一的设计框架和方法，使嵌入式软件开发过程更加高效和可靠。
在嵌入式系统与软件设计的一体化研究和应用中，首先需要对目标系统进行全面的需求分析。
这将有助于明确系统的功能和性能要求，为软件设计提供明确的指导。
接下来，需要进行系统设计与架构的选择。
在这个阶段，需要综合考虑硬件平台和软件模块之间的交互关系，选择合适的算法和数据结构等，保证系统的实时性和可靠性。
软件开发也是嵌入式系统与软件设计一体化中的关键环节。
传统的软件开发模型在嵌入式系统领域不一定适用，因此需要针对嵌入式系统进行定制化的开发流程。
在软件设计过程中，需要充分考虑资源限制、实时性要求和功耗等因素，以确保软件的高效运行。
同时，还需要注重软件的可测试性和可维护性，以降低系统开发和维护的成本。
除了软件设计，嵌入式系统与软件设计一体化的研究还包括系统测试和验证。
系统测试是为了确保软件与硬件的一致性和功能的正确实现。
在测试过程中，可以采用模拟器、仿真器和硬件测量等工具和方法，检查系统的各项功能和性能指标是否达到预期要求。
验证工作则是针对系统设计和实现的整体性能进行评估和验证。
通过验证工作，可以发现系统中的潜在问题，及时进行调整和优化。
另外，嵌入式系统与软件设计一体化的研究还需要与相关领域的交叉学科进行合作和整合。
嵌入式系统开发过程与技术研究
嵌入式系统开发过程与技术研究作为一种集成电路系统，嵌入式系统包括一个或多个处理器核心、内存、输入输出接口及其他外设，可以实现某一特定功能。
作为一门技术，嵌入式系统开发涵盖了各个领域，从嵌入式软件设计到硬件设计、电路设计、结构设计和材料选择等，需要多重技术的协调合作，才能实现各种应用要求。
本文将从整体上介绍嵌入式系统开发的技术研究和过程。
I. 嵌入式系统的应用嵌入式系统是现代化社会中嵌入到各个方面的智能设备，如智能手表、智能计算机、智能家居等，在工业控制、车载电子、医疗设备、航空航天等各个领域都得到广泛的运用。
嵌入式系统的应用与计算机系统、网络技术、通信技术等密切相关，因此也成为了现代信息技术领域不可缺少的一部分。
II. 嵌入式系统开发流程嵌入式系统开发需要遵循一个完整的开发流程，一般包括需求定义、设计、实现、测试和维护等几个步骤。
其中需求定义是整个流程的第一步，其目的是明确用户需求、功能需求、性能需求等，为后续的设计、测试和维护等过程提供了基础。
根据需求，设计师需要确定系统的架构和各个模块的功能和接口，编写详细的设计文档并对其进行评审和修改。
在完成设计之后，实现阶段需要根据设计文档编写程序代码并进行集成，同时也需要进行一些硬件方面的配置和测试，确保系统的稳定性和可靠性。
测试阶段包括单元测试、集成测试、系统测试等，其目的是验证系统的功能和性能是否符合需求，同时也需要识别和解决可能存在的问题。
最后，维护阶段需要根据用户的反馈和实际使用情况对系统进行调整和更新，确保系统的稳定和安全性。
III. 嵌入式系统开发技术嵌入式系统开发的关键技术包括处理器架构、操作系统、开发语言及组件等，其相互配合和作用，决定了嵌入式系统的性能和可靠性。
处理器架构是嵌入式系统设计的重要考虑因素之一，一般可以选择MIPS、ARM、PowerPC等处理器架构。
各种处理器架构都具有自己的特点和优势，在选择时需要根据实际应用需求和成本等方面进行考虑。
嵌入式系统的研究与运用
嵌入式系统的研究与运用嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，由硬件和软件两部分组成。
它被嵌入到电子产品中，可以控制和监控各种物理设备，如汽车、智能手机、家用电器等等。
随着技术的发展，嵌入式系统已经得到广泛的研究与应用，并在各个领域发挥着越来越重要的作用。
在嵌入式系统的研究方面，主要集中在以下几个方面：首先是处理器与架构方面。
从单片机到现代的ARM处理器，嵌入式系统的处理器和架构不断改进，以满足越来越高的性能需求。
ARM架构的处理器已经成为了嵌入式系统的主流架构，其高性能、低功耗、灵活性以及易于集成的特点极大地促进了嵌入式系统的发展。
其次是嵌入式操作系统的研究与应用。
嵌入式操作系统是嵌入式系统中的关键组成部分，它决定了嵌入式系统的性能和可靠性。
目前有许多种嵌入式操作系统可供选择，其中最著名的有uC/OS、FreeRTOS、Embedded Linux等。
这些操作系统在嵌入式系统的应用领域有着广泛的适用性，可以以最小的空间和功耗提供最高的性能和应用功能。
最后是嵌入式应用领域的研究和发展。
嵌入式系统应用的领域十分广泛，从汽车电子、智能家居、医疗器械到机器人等等。
随着各个领域的发展，需要的嵌入式系统也不同，因此研究人员需要根据实际需求来设计和开发嵌入式系统。
例如，在智能家居领域，需要嵌入式系统能够实现远程控制、可视化界面、智能识别等功能；而在医疗器械领域，需要嵌入式系统具有高度的精度、可靠性和实时性，同时能够对数据进行处理和分析等。
除了研究方面，嵌入式系统的运用也十分广泛。
随着物联网的发展，各种智能设备和物品都通过嵌入式系统进行控制和交流，从而实现智能化和便利化。
以下是嵌入式系统在一些领域的具体应用：在智能家居领域，嵌入式系统可以控制家庭中的所有电器设备，如智能音箱、可视化门铃、智能灯光等。
通过手机等移动设备，用户可以随时随地远程控制家中的各项设备，大大提高了家居生活的舒适性和便利性；在医疗领域，嵌入式系统可以应用于各种医疗设备中，如心脏起搏器、血糖计、药物输送系统等。
嵌入式系统软件开发方法研究
嵌入式系统软件开发方法研究嵌入式系统在现代生活中发挥着越来越重要的作用，它主要包括微控制器、嵌入式处理器和其他硬件设备。
嵌入式系统的软件开发涉及到多个领域，如嵌入式操作系统、程序设计和硬件编程等，同时还需要面对特殊的开发环境和限制。
本文将对嵌入式系统软件开发方法进行研究，以期为嵌入式产品的软件开发提供一些有用的思考和指导。
第一部分：总体概述嵌入式系统软件开发是一项高度专业化的技术领域，需要面对多个挑战。
首先，由于硬件资源的限制和嵌入式系统的特殊性质，软件开发的方法和流程需要进行相关的适配；其次，由于嵌入式系统的复杂性和多样性，软件开发需要精准地定位目标硬件平台和应用场景。
在嵌入式系统软件开发中，需要关注以下几个方面：1. 系统架构设计：嵌入式系统的软件开发需要先考虑系统架构设计。
这包括确定系统所需的基本功能和解决方案，选择嵌入式硬件平台和软件技术方案。
2. 语言和编程工具选择：根据所选择的嵌入式硬件平台和软件技术方案，选择相应的编程语言和工具。
嵌入式系统软件开发中常用的编程语言包括C语言和汇编语言，常用的编程工具包括Keil、IAR等。
3. 嵌入式操作系统的选择：在需要多任务管理、进程间通信、内存管理、共享资源的应用场景中，需要选择适当的嵌入式操作系统进行开发。
嵌入式操作系统的常见种类包括FreeRTOS、uC/OS等。
4. 内存限制和计算能力限制：嵌入式硬件平台通常具有严格的内存和计算能力限制，这对于嵌入式软件开发带来了很大的挑战。
在软件开发中需要合理规划内存和计算资源的利用。
5. 测试和调试：嵌入式系统软件开发至关重要的一环是测试和调试。
这个过程需要使用特定的调试工具，如JTAG调试器等，以便查找和解决软件错误和问题。
综上所述，嵌入式系统软件开发需要综合考虑多个因素，同时需要符合特殊的环境和需求。
下面将对上述几个方面进行更为详细的探讨。
第二部分：系统架构设计嵌入式系统的软件开发需要先进行系统架构的设计。
基于SystemC的嵌入式系统规约建模
基于SystemC的嵌入式系统规约建模
杨荣;赵建勋
【期刊名称】《湖北科技学院学报》
【年(卷),期】2010(030)012
【摘要】探讨了一种基于SystemC的嵌入式系统规约建模方法.本文在介绍嵌入式系统常用规约方法的基础上,提出了基于SystemC的规约方法.接着分析了SystemC在嵌入式规约时利用的一些关键技术,最后分析了SystemC的分层模型描述.
【总页数】3页(P27-29)
【作者】杨荣;赵建勋
【作者单位】咸宁学院,计算机科学与技术学院,湖北,咸宁,437100;中州大学,信息工程学院,河南,郑州,450044
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
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5.基于SystemC描述的嵌入式系统的自动化验证 [J], 陈燕;杜玄;彭澄廉
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探讨基于UML的软件体系结构开发方法
探讨基于UML的软件体系结构开发方法
石琳
【期刊名称】《电脑编程技巧与维护》
【年(卷),期】2013(000)008
【摘要】在软件工程领域中,必须对软件体系结构进行系统准确的开发,才能保证软件系统的独特性、科学性与智能性.ADL作为一种常用的描述语言,虽然在一些体系结构语言中能够进行一定的定义与开发,但目前仍然很难和主流的开发方法集成在一起.而随着软件技术的不断发展,UML已经逐渐被工业界认可.从UML软件系统的4种模型入手,利用实例的分析方法,从而使大家能对UML的相关技术有进一步的了解.
【总页数】2页(P42-43)
【作者】石琳
【作者单位】天津海运职业学院,天津300350
【正文语种】中文
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