嵌入式系统设计开发流程

（嵌入式系统工程）设计方法简介
由上而下是一个正统的设计方式，也就 是说，所有的设计皆是遵循系统工程的 流程来进行；
由下而上表示一个系统是由已经有的基 础（或组件）为起点，开始往上延伸， 最后将系统完成；
11
需求分析
由
规格说明书 由
上 系统结构设计 下
而
而
下
构件设计 上
测试
12
系统设计一般流程
内容提纲
项目开发生命周期 嵌入式系统的开发流程
1
一、项目开发生命周期
概述 识别需求 提出方案 执行项目 结束项目
2
概述
可以把嵌入式系统的开发看作对一个项目的实施； 项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方 案、执行项目和结束项目4个阶段；
识 提出
结束
别 解决
项目
需 方案
求
执行项目
6
结束项目
主要包括移交工作成果，帮助客户实现商 务目标；
系统交接给维护人员； 结清各种款项；
结束项目
售后服务
项目讨论
7
二、嵌入式系统的开发流程 P23
概述 需求分析、规格说明 系统结构设计、硬件和软件的选择 构件技术、构件设计与实现 系统集成、测试与验收
8
概述
嵌入式系统是软硬件综合体：
目标
形成规格说明书
内容
包含系统体系结构设计的足够信息
21
2）规格说明书的描述
自然语言 形式化描述
UML SDL
22
UML（Unified Modeling Language） 是一种原本设计用来描述对象导向程 序语言开发的图形化语言。由于它具 有描述事物的多重性，所以理论上也 可以被拉到其他领域使用。
硬件架构上以嵌入式处理器为中心，配置 存储器、I/O设备、通信模块等必要的外设
软件部分以软件开发平台为核心，向上提 供应用编程接口（API）；
嵌入式系统中，软件和硬件紧密配合，协 调工作，共同完成系统预定的功能；
9
嵌入式系统设计
工具
➢嵌入式系统的设计是，在应用方法、工具等 手段的条件下针对问题进行求解的过程 10
提出方案
系统规划 系统设计
规划分析
预估项目进程
设计系统架构
寻找适当方案
5
执行项目
由项目经理负责，细化方案，制定计划，协调 人力和其他资源，监控进展，分析项目偏差；
从硬件做起
系统实现 从驱动程序移植开始做起
从现成平台做起
执行项目
系统测试 系统调试
功能测试 出货测试 集成测试 系统测试 系统测试 系统测试 环境测试 环境测试
内容
系统分析
系统软硬件整体结构的设计
软硬件划分
软硬件平台的确定
标准构件和自行设计构件的确定
29
系统结构设计
30
2）评价标准
有弹性 简单 可实现 层次清晰 功能分布平衡 平衡技术和经济约束 满足功能需求和非功能需求 可重用
31
3）系统结构的描述
非形式化方式
自然语言 结构框图
形式化方法
在实际使用上，根据不同的使用情 况，UML提供了不同的图形来描述系 统。在UML中，包括了下面几种图形： 类图、状态图、对象图、用例图、顺 序图、协作图、活动图、组件图和部 署图。
23
《UML在嵌入式系统设计中的应用》
24
SDL
SDL语言是为描述复杂的实时系统而特 别设计的，只要系统的行为能用扩展的 有限状态机来描述，并且其重点在交互 方面，就能够用SDL来说明该系统所具 有的行为，也可以描述其实际行为
18
系统设计一般流程
系统需求分析
规格说明书
系统结构设计
模具结构设计 硬件构件设计 软件构件设计 系统集成 系统测试 产品
19
2.规格说明
规格说明的目标 规格说明书的描述 例：GPS系统规格说明书内容
20
1）规格说明的目标
规格说明与需求的比较
需求的提炼 是可用来创建体系结构的关于系统的
更详尽、更精确、更一致的描述
UML建模
32
4）系统结构设计的验证
结构设计的正确性非常关键
详细设计和实现的基础，对开发周期、成 本有很大影响
17
例：GPS移动地图的需求
名称 目的 输入 输出 功能
性能 生产成本 功耗 物理尺寸和重量
GPS移动地图
为驾驶者提供的用户级移动地图 一个电源按钮，两个控制按钮 逆光LCD，显示400×600像素分辨率 使用5种接收器的GPS系统；三种用户 可选的分辨率总是显示当前的经纬度 0.25s内即可更新一次屏幕 100美元 100mW 不大于2×16m2,12盎司（约340g）
系统需求分析 规格说明书 系统结构设计
模具结构设计 硬件构件设计 软件构件设计 系统集成 系统测试 产品
13
1. 需求分析
需求分析的内容 评价标准 需求分析的描述 例：GPS移动地图的需求
14
1）需求分析的内容
作用
使用户和设计者有效交流、沟通，明确设计目标 设计者 － 设计什么？有哪些要求？ 用户 － 将得到的系统是什么样的？
目标
形成需求文档
内容
功能性需求 做什么？
输入,输出,功能，……ห้องสมุดไป่ตู้
非功能性需求 其他属性
可靠性，速度，功耗，成本,大小,重量,设计1时5 间
2）评价标准
正确性 无二义性 完整性 可检验性 一致性 可追踪性
16
3）需求分析的描述
自然语言
需求说明书 需求分析表
形式化描述 用例图等
3
识别需求
是项目生命周期的最初阶段，主要任务是确认
需求，分析投资收益比，研究项目的可行性，
分析所需条件；
需求风险
风险分析
时间风险 资金风险
识别需求
项目管理风险 系统功能
制定系统规范 系统限制
系统开发资源 4
提出方案
向客户提交标书、介绍解决方案，赢得项目合 同，既要展示实力又要合理报价；
如果竞标成功则签定合同，厂商开始承担项目 成败的责任；
系统需求分析 规格说明书
系统结构设计
模具结构设计 硬件构件设计 软件构件设计 系统集成 系统测试 产品
27
3.系统结构设计
系统结构设计的内容 评价标准 系统结构的描述 系统结构设计的验证 软硬件的划分
28
1）系统结构设计的内容
作用
实现系统的蓝图，系统整体结构的一个计划
目标
形成结构设计文档
SDL具有两种不同的形式：文本表示法 （PR）和图形表示法（GR）
SDL是形式化定义的，可以对其进行分 析、模拟和验证
25
例：GPS系统规格说明书内容
从GPS卫星接收到的数据 地图数据 用户界面 必须执行的满足客户需求的操作 保持系统运行所需的后备动作，如操
纵GPS接收机
26
系统设计一般流程