嵌入式开发关键技术

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系统测试
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测试方法
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白盒、黑盒测试 功能测试 压力测试 用户需求 性能测试 易用性测试 产品需求
概要设计
验收测试 系统测试 集成测试 单元测试
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开发与测试的关系
详细设计
图：开发与测试的关系
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Linux性能测试
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Linux性能测试是通过自动化的测试工具模拟多种正常、峰 值以及异常负载条件来对系统的各项性能指标进行测试。 Linux负载测试和压力测试都属于性能测试，两者可以结合 进行。 通过负载测试，确定在各种工作负载下系统的性能，目标 是测试当负载逐渐增加时，系统各项性能指标变化情况。 压力测试是通过确定一个系统的瓶颈或者不能接收的性能 点，来获得Linux系统能提供的最大服务级别的测试。
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内核优化
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根文件系统优化
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算法优化
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嵌入式系统最好是“刚刚好”
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时间、空间 算法举例：音视频设别算法、压缩解压算法、及各种行 业相关的算法 算法的优化需要结合嵌入式系统
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需要对算法本身及嵌入式系统有深入的理解
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除了算法本身，还需要了解： ¨ 处理器的cache特性、mmu特性，内存特性 ¨ 操作系统的调度、内存管理等
嵌入式产品的特点
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性能特点：
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嵌入式产品范围广，不同的产品关注的方向不同。这 些方向主要有：体积、成本、功耗、稳定性、实时性、 功能、外观等。 软硬件结合 硬件、软件技术更新快，复杂程度不断提高 操作系统在嵌入式产品中应用越来越广 所有的通用计算机技术都有可能被应用在嵌入式产品 中 需要和具体行业技术结合 开发难度大、周期短
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主要性能测试指标
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带宽（Bandwidth）
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带宽测试包括：Memory、IPC 和Cached I/O 带宽。 其中，Memory带宽包括：copy，read，write，bcopy等。IPC带宽包括： Pipe，TCP。Cached I/O带宽测试包括：read and mmap。 延迟测试包括：Memory Latency、SIG handling Cost、Process Create、IPC
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产品维护与服务
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要求熟悉产品的性能 与 操作。以及有一定 的专业水平。非常看重 工程师的表达沟通能力。
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热门的嵌入式技术
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3G 物联网 云计算 机器人
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3G
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3G软件应用
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3G硬件终端
物联网
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基于Internet 与移动网络、WSN 网络、射频识别 (RFID)装置、全球定位（GPS）、数据库、行业应 用软件等技术，让所有的物品都与网络连接在一 起，方便识别和管理。 世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾 都可以通过因特网主动进行交换 。
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智能家居 智能医疗 智能城市 智能环保 智能交通 智能司法 智能农业 智能物流 智能文博
物联网
物联网应用之智能家居
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闪联智能家居在线体验厅
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/flashshow.aspx
云计算
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机器人
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机器人（Robot）是自动执行 工作的机器装置。它既可以接 受人类指挥，又可以运行预先 编排的程序，也可以根据以人 工智能技术制定的原则纲领行 动。它的任务是协助或取代人 类工作的工作，例如生产业、 建筑业，或是危险的工作。

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技术特点：
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嵌入式产品开发流程
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开发前期准备工作
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需求分析、可行性分析 硬件设计、嵌入式系统构建、驱动编程、应用编程、 GUI开发、电源管理、启动时间、算法优化、实时性优 化、系统测试、产品模具结构设计及组装 用户体验测试、产品送检、小批量生产测试、大批量生 产。
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驱动编程
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接口技术
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GPIO、PWM、串口、I2C总线、SPI总线、CAN总线、 网卡、声卡、显卡、存储控制器、 DMA控制器、中断控 制器、USB接口等。 字符、块、网络设备编写方法 设备访问的控制方法 同步、互斥、睡眠机制 内存管理机制 时间、延时机制 中断、DMA申请机制
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操作系统的驱动技术
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Montavista Mobilinux性能测试
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中断延迟BenchMark
抢占延迟BenchMark Benchmark测试系统： ARM公司Versatile PB926EJ-S CPU: Arm926EJ-S I/D cache: 32KB/32KB 处理器频率：210MHZ 系统内存： 128MB
产品模具、结构设计及组装
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属于机械部分工作
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机械结构、机械工艺、工业设计等相关知识 模具、结构设计软件（CAD、PROE、UG）
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产品送检
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3C（China Compulsory Certification ）认证，英文 缩写为“CCC”即强制性产品认证 不同产品执行的检查项目不同
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嵌入式产品通常有：高低温测试、震动测试、电磁兼容 EMC测试、人体辐射测试等
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嵌入式技术的特点
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不是单纯的操作系统技术或处理器技术，而是二 者的集合加上行业应用
谷歌手机 （ QSD8250+android ）
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嵌入式技术有哪些？
推荐的组合
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（Cadence+）ARM+Linux+Android
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应用编程
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I/O、文件、脚本编程 进程、线程管理及通讯 网络编程 数据库编程 GUI开发
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电源管理
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处理器支持慢速、待机、睡眠等模式 处理器的工作频率和功耗有关 操作系统对动态电源管理的支持 通常由驱动工程师或系统工程师完成
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启动时间
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刘洪涛 lht@.n
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嵌入式开发关键技术
刘洪涛
版权
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内容提纲
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嵌入式开发技术概述 嵌入式产品开发流程 当前热门的嵌入式技术
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延迟（Latency）
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、FS Latency等。
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中断延迟与测量
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在2.6实时抢占内核中，当中断信号产生后，经过一定的硬件延迟后， 处理器进行中断服务处理，包括处理器模式切换、中断向量枚举与查 询以及底层简单处理、启动一定优先级内核线程进行中断服务所需时 间等。此外，某些内核关键代码中使用了某些锁或原子变量，禁用了 中断来保护较小的临界区，其中断关闭时间也应加以考虑。 从上述可得知，不可确定部分主要是硬件的关断时间。在实时内核中 支持CONFIG_IRQSOFF_TRACER选项，记录从关闭中断后的时间开 始到释放重新使能中断后的时间差，通过专用文件系统（ftrace）导出 。平台相关的硬件延迟可结合辅助设备来进行测量，例如通过示波器 测量并口输出输入信号来实际获取中断响应时间。
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嵌入式系统构建与优化
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嵌入式操作系统选型
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Wince、linux、vxworks、andriod等 交叉开发环境构建、Bootloader移植、操作系统移植、文 件系统构建、 GUI库移植等 内存优化 实时性优化
嵌入式操作系统构建
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操作系统优化
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具体的技术开发
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开发后期工作
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需求分析、可行性分析
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硬件设计
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硬件方案设计
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产品详细说明 产品详细说明 硬件 硬件工 工程 程师 师 硬件概要设计说明 硬件概要设计说明 硬件详细设计说明 硬件详细设计说明 硬件原理图 硬件原理图 零部件 零部件BOM BOM清单 清单
项目开发总体方案 项目开发总体方案
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优化系统启动时间相关的点和方法
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Bootloader的选择和启动优化
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以s3c2410+linux系统为例，可以选择的bootloader有很多，如：u-boot，三星的bios， blob，vivi等等。 Bootloader 应根据实际需要选择，而不是越大越好 U-boot启动优化点，延时优化，精简设备驱动，甚至修改 u-boot 第一阶段代码 精简内核，去掉所有不需要的功能 精简驱动、可以延后加载的模块做成动态模块 分析系统硬件、软件性质，做到软硬件合理配置 根据系统硬件性质，确定是否选择压缩内核 适当分析内核启动代码，确定合适的内核加载地址（bootloader加载内核的内存位置 ） 开启内核 PrintkTime 等类似功能，分析系统启动中那些地方耗时较多 压缩跟文件系统上的库 根文件系统去掉多余的应用 分析根文件系统上各个应用耗时情况
处理器、控制器选型 熟悉硬件产品的工作原理
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硬件调试
结 结构设计工 构设计工程 程师 师
软件 软件工 工程 程师 师
采购部 采购部
硬件 硬件工 工程 程师 师 PCB PCB设计 设计 PCB PCB制板 制板 焊接调试 焊接调试 样 样机 机
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高速电路板绘制
原理图、pcb绘制、 信号仿真工具的熟练 使用。 } 熟悉高速信号理论 知识