嵌入式软件开发基础
《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)
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。
嵌入式系统设计的基础知识
嵌入式系统设计的基础知识嵌入式系统是指嵌入到其他设备中,完成特定功能的计算机系统。
常见的嵌入式系统包括智能手机、数字电视机顶盒、汽车电子、工业自动化等领域。
因为嵌入式系统通常空间、能耗、成本要求都非常严苛,所以它们和通用计算机相比有很多不同之处。
本文将从嵌入式系统设计的角度,介绍嵌入式系统设计的基础知识。
一、嵌入式系统的硬件设计基础知识嵌入式系统的硬件设计是指对嵌入式系统的各个硬件组成部分进行设计、选型、集成、排布的过程。
嵌入式系统的硬件设计必须考虑以下几个方面。
1.芯片选型单片机(MCU)是嵌入式系统常用的芯片,由于嵌入式系统对芯片的集成度要求很高,常用的MCU都集成了很多模拟和数字外设如模数转换器(ADC)、通用异步收发器(UART)、同步串行收发器(SPI)、I2C接口等,可以很方便地与外部设备进行通讯。
当然,其他器件如FPGA、DSP等也可以作为嵌入式系统的芯片。
2.电源选择嵌入式系统的电源选择不仅要考虑芯片的输入电压特性,还要考虑嵌入式系统的整体功耗和稳定性,特别是对于多电压需求的系统更要注意电源的设计。
3.尺寸和布局嵌入式系统的尺寸和布局既要考虑外部尺寸限制,又要考虑内部线路的布局和信号的传输特性。
因为一旦系统原型被制作出来,改动就会变得十分困难,这就要求硬件设计人员对布局的精确把握和对参数的准确计算。
4.时钟电路嵌入式系统内的各个部件需要同步,通常需要一个精确的时钟电路驱动。
在时钟电路的设计中,要考虑功耗、抗干扰性等因素。
二、嵌入式系统的软件设计基础知识嵌入式系统的软件设计是指嵌入式系统的固件设计、操作系统选择和软件架构的设计等多个方面。
在开发嵌入式系统时,软件设计是非常重要的一个环节。
1.固件设计在开发嵌入式系统时,需要编写固件程序,这是嵌入式系统的基础软件。
固件程序通常被编写在C语言或某些汇编语言中。
编写固件程序时,需要考虑程序的规模、执行速度、可维护性、代码安全性等多重因素。
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。
嵌入式软件工程的基本原理与方法(八)
嵌入式软件工程的基本原理与方法嵌入式软件工程是计算机科学与工程学科中的一个重要分支,它专注于开发和设计用于控制和运行嵌入式系统的软件。
嵌入式系统是指集成了一定功能的计算机系统,被嵌入到其他设备或系统中,通常作为控制和操作这些设备或系统的核心。
1. 嵌入式软件的特点嵌入式软件与传统计算机软件有许多不同之处。
首先,嵌入式软件通常运行在资源受限的环境中,如微控制器或嵌入式处理器。
这意味着使用的内存和存储空间有限,对于算法和数据结构的选择必须仔细考虑。
此外,嵌入式软件常常需要实时性能,即要求在特定时间限制内完成任务。
因此,对于软件的性能和响应时间的要求更高。
2. 嵌入式软件工程的基本原理嵌入式软件工程是一门系统工程学科,涉及到软件的开发、测试和维护等方面。
它强调以下几个基本原则:a. 需求分析与规格说明。
在嵌入式软件工程中,明确和准确地定义需求是至关重要的。
由于嵌入式软件往往是为特定设备或系统开发的,因此对于软件的功能和性能要有清晰的定义和规定。
这可以通过详尽的需求分析和规格说明来实现。
b. 架构设计与模块化。
嵌入式软件通常由多个模块组成,每个模块负责不同的功能。
通过将软件分解成模块,可以提高开发效率和代码的可维护性。
同时,合理的架构设计可以确保系统的可扩展性和可靠性。
c. 测试与验证。
在开发过程中,对嵌入式软件进行全面的测试是不可或缺的。
这涉及到单元测试、集成测试和系统测试等多个阶段。
通过测试,可以发现和修复潜在的问题,并确保软件的质量和可靠性。
d. 项目管理与版本控制。
嵌入式软件工程往往是一个复杂的过程,涉及到多个开发者和多个迭代阶段。
因此,良好的项目管理和版本控制是必不可少的。
通过合理的计划和管理,可以提高开发效率并确保软件项目按时交付。
3. 嵌入式软件工程的方法根据上述原则,嵌入式软件工程采用了一些常用的方法和技术。
以下是其中几种常见的方法:a. 面向对象设计与开发。
面向对象设计和开发将系统视为一组对象的集合,每个对象都有自己的属性和方法。
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。
嵌入式系统的软件开发流程与工具
嵌入式系统的软件开发流程与工具嵌入式系统是一种特殊的计算机系统,其软件需要被嵌入到硬件设备中,以实现特定的功能。
嵌入式系统的软件开发流程和工具的选择对于产品的质量和开发效率有着重要的影响。
在本篇范文中,我将详细介绍嵌入式系统的软件开发流程和常用工具。
一、需求分析1.1 确定项目的具体需求:对于嵌入式系统开发,首先需要明确项目的具体需求,包括功能和性能等方面的要求。
1.2 进行需求分析和规划:根据项目需求,进行详细的需求分析和规划,确定软件的功能模块和开发阶段。
二、系统设计2.1 架构设计:根据需求分析的结果,进行系统整体架构的设计,包括软件模块的划分和模块之间的关系等。
2.2 接口设计:设计各个模块之间的接口以及与硬件设备的接口,确保系统的可靠性和稳定性。
三、软件开发3.1 编码:根据系统设计的结果,进行具体模块的编码工作。
在编码过程中,需要遵循相关的编码规范和代码质量标准,确保代码的可读性和可维护性。
3.2 软件集成:将各个模块进行集成,并进行功能测试,确保系统的整体功能正常运行。
四、调试和测试4.1 调试:在软件开发过程中,可能会出现各种问题和错误。
通过调试工具和技术,找出并解决这些问题,确保软件的正常运行。
4.2 测试:进行系统功能测试、性能测试和稳定性测试,以验证软件的质量和性能是否符合项目需求。
五、软件发布和维护5.1 软件发布:在完成软件开发和测试后,将软件发布到目标设备中,并进行相关的验证和确认。
5.2 软件维护:随着时间的推移,系统可能会出现一些问题或者需要进行功能升级。
在软件发布后,需要对软件进行维护,及时修复问题和更新功能。
六、常用工具6.1 集成开发环境(IDE):例如Eclipse、Visual Studio等,提供编码、调试和测试等功能。
6.2 调试工具:例如GDB、JTAG等,用于对系统进行调试和错误定位。
6.3 版本管理工具:例如Git、SVN等,用于管理软件代码的版本和修改记录。
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?。
嵌入式软件工程师必须要掌握那些知识?
嵌入式软件工程师必须要掌握那些知识?嵌入式是当下最流行的开发模式,早在Android之前,这一领域的发展势头就非常强劲,但我们想想看,是不是Android从本质上来讲,也属于嵌入式开发的一部分,在最近几年被Android开发的风头盖过,但随之移动互联网时代的高速发展,嵌入式软件开发又开始羽翼丰满,重新占领舞台,下面就简单来了解下嵌入式开发的一些必备技能吧。
必备技能一、c/c++, 没有之一。
c/c++即能很好的跟底层硬件打交道,程序执行效率那也是相当有效率的。
基础的东西,就一定要学扎实,如果没有基础,那都是花把势。
所以嵌入式学习必需学习c/c++。
所谓基础是前提,有前提的后面的才会有保障。
对于嵌入式来讲,主要有两大发展方向,一是硬件方向,另外一种则是软件方向。
从硬件方向来讲,需要掌握的内容有:第一步:PCB设计,拿个芯片解决方案公版改改电路,换换零件,设计自己的电路,做自己的产品。
第二步:SOPC技术,一般为FPGA,CPLD开发,利用VHDL等硬件描述语言做专用芯片开发,写出自己的逻辑电路,搞个简单的外围芯片还是可以的。
第三步:整个arm架构,学学习习arm指令,看看芯片手册,搞搞bootloader。
第四步:玩玩系统移植,写写驱动这个已经上一个层次了第五步:SOC设计,这是硬件设计的核心技术:芯片设计。
能做到这步,已经不属于平凡的技术人员。
从软件方向来讲,需要掌握的内容有:除了一些基础语言开发之外,我们还必须要掌握一些更多的东西。
1、懂得linux系统,并会应用linux系统博大精深。
要想会玩那也是需要下工夫的。
基本命令会不会,简单脚本能不能写。
2、掌握相关的调试手段说道这个也是一个重要指标,嵌入式开发不同于pc开发,在pc 上断点跟踪代码什么的都十分方便,在嵌入设备上就比较麻烦了,串口,文件等这些是我们常用的调试手段,找问题基本上是看打印输出。
3、熟悉相关的环境配置嵌入式开发要想顺利,配置各种环境也是必需,没环境搞啥!学嵌入式开发要不停的折腾,环境配置虽然是个力气活,没它你还真干不了活。
嵌入式软件基础6-窗口系统
2
6 嵌入式窗口系统
嵌入统的影响 嵌入式窗口系统的特点 嵌入式窗口系统的结构与基本功能 几种主要的嵌入式窗口系统
3
6.1 嵌入式系统对窗口系统的影响
嵌入式系统的类型对窗口系统的影响 嵌入式系统的硬件资源对窗口系统的影响 嵌入式系统的类型直接影响到窗口系统的存在与否。按照嵌入
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6 嵌入式窗口系统
嵌入式窗口系统的作用 本章主要内容 嵌入式窗口系统是一种用于控制嵌入式系统中的显示设备与输
入设备的软件系统。从最终用户的角度来看,嵌入式窗口系统 通过窗口、菜单、对话框、滚动条、图标、按钮等界面对象提 供了一种与系统进行交互的机制。从应用程序开发者的角度来 看,它提供了一系列用于构造图形用户界面的编程机制,包括 各种库函数和界面对象,通过这些编程机制,可在设备独立的 条件下开发界面友好的应用程序。
鼠标几乎是唯一的指针设备,这种情况在嵌入式系统中有了很 大变化。“笔”在一些嵌入式系统中成为了最主要的指针设备。 “笔”的功能与作用看似与鼠标基本一样,但实际上并不如此。 它们虽然都是指针设备,但不同的是:鼠标总是与屏幕上的光 标相对应,由光标指出指针设备在屏幕上的当前位置。因此在 用鼠标对屏幕上的一个界面对象进行操纵之前要先移动鼠标, 将光标指向该对象。而“笔”则无所谓什么当前位置,在用 “笔”对一个界面对象进行操纵时只需直接点击该界面对象即 可。
式系统的嵌入程度,可将嵌入式系统分为深度嵌入的嵌入式系 统、中度嵌入的嵌入式系统、浅度嵌入的嵌入式系统3类。深 度嵌入的嵌入式系统在运行的过程中不与用户进行交互,用户 也不易察觉计算机的存在。在这类嵌入式系统上根本不需要窗 口系统。因此窗口系统只可能使用在中度嵌入和浅度嵌入的嵌 入式系统上。
4
6.1 嵌入式系统对窗口系统的影响
《嵌入式软件开发》课件
VxWorks是一种实时操作系统,广泛应用于航空航天、军事等领域。 它具有高度的可靠性和实时性,能够满足严苛的实时任务需求。
03
Android
Android是一种基于Linux的开源操作系统,主要用于移动设备。由于
其开放性和丰富的应用生态,Android也被广泛应用于嵌入式领域,如
智能家居、物联网设备等。
数据加密、数据备份与恢复
数据安全与隐私保护问题是嵌入式软 件开发中不可忽视的问题之一。由于 嵌入式系统通常涉及到敏感数据和隐 私信息,如果程序中存在数据泄露或 数据损坏问题,会导致严重的信息安 全和隐私侵犯问题。
解决方案: 对敏感数据进行加密处理 ,使用数据备份与恢复机制,确保数 据的完整性和安全性。同时加强用户 隐私保护意识,避免敏感信息的泄露 和滥用。
时钟管理问题
时钟不准确、时钟同步
时钟管理问题也是嵌入式软件开发中常见的问题之一。由于嵌入式系统 的时钟资源有限,如果程序中存在时钟不准确或时钟同步问题,会导致
系统时间错误或数据采集错误。
解决方案: 使用高精度时钟源,优化时钟配置,实现时钟同步和校准, 确保系统时间的准确性。
多任务并发问题
01
任务优先级、任务同步
外设接口
用于连接外部设备,扩展嵌入 式系统的功能。
嵌入式系统的软件架构
操作系统
负责资源管理和任务调度,提供系统服务。
驱动程序
用于管理硬件设备,实现与操作系统的通信 。
应用程序
实现特定功能的软件,直接与硬件交互。
嵌入式中间件
提供跨平台的通信和数据交换服务。
嵌入式软件开发工具与环境
IDE(集成开发环境)
《嵌入式软件开发》PPT课 件
嵌入式软件开发
嵌入式软件开发嵌入式软件开发是指针对嵌入式系统设计和开发的软件编程过程。
嵌入式系统可以理解为嵌入到其他设备或系统中的电子系统,其目的是用于控制、监测或实现特定功能。
嵌入式软件则是运行在嵌入式系统上的程序,用于控制硬件、实现特定功能和满足系统需求。
在嵌入式软件开发过程中,需要良好的系统理解、硬件知识以及软件编程技能。
下面将从系统需求分析、软件设计、编码与调试、测试和维护等方面,介绍嵌入式软件开发的关键步骤。
系统需求分析在进行嵌入式软件开发之前,首先需要对系统进行全面的需求分析。
这包括了对嵌入式系统的功能需求、性能要求、硬件限制、可靠性要求等等进行详细的了解。
通过需求分析,可以明确系统的功能和特性,为后续的软件设计和开发奠定基础。
软件设计软件设计是嵌入式软件开发的关键环节之一。
在软件设计过程中,需要结合系统需求和硬件特性,对软件进行模块化设计和架构设计。
其中,模块化设计指的是将软件拆分为多个功能独立的模块,以便于开发和测试;架构设计则是确定系统中各个模块之间的关系和交互方式,确保软件在整体上能够满足系统需求。
编码与调试在软件设计完成后,接下来是编码与调试阶段。
在编码过程中,需要根据软件设计的要求,使用相应的编程语言和开发工具进行开发。
编码完成后,需要进行调试,检查和修复软件中的错误和缺陷。
调试是一个耗时而重要的阶段,通过调试可以确保软件的功能能够正常运行,并保证软件的稳定性和可靠性。
测试测试是嵌入式软件开发过程中不可或缺的一环。
通过针对软件的功能性测试、性能测试、可靠性测试等等,对软件进行全面的验证和评估。
测试可以发现软件中的潜在问题和缺陷,并及时进行修复和改进。
在测试阶段,可以采用单元测试和系统测试等不同的方法,以确保软件在各个方面都能够达到预期的要求。
维护嵌入式软件开发的最后一个环节是维护。
维护是指在软件开发结束后,对软件进行长期的管理和维护工作。
这包括了软件版本管理、bug修复、功能更新和性能优化等等。
嵌入式系统的软件开发流程与技巧
嵌入式系统的软件开发流程与技巧嵌入式系统是指集成在各种电子设备中,以执行特定任务的计算机系统。
嵌入式软件开发是将软件程序嵌入到硬件设备中,使其能够执行特定功能。
在嵌入式软件开发过程中,合理的开发流程和技巧是保证软件开发质量的关键因素。
本文将介绍嵌入式系统软件开发的流程和技巧,帮助开发人员更好地进行嵌入式软件开发。
嵌入式系统的软件开发流程通常由需求分析、设计、编码、测试和维护五个阶段组成。
在需求分析阶段,开发者需要与客户和相关利益相关者合作,明确系统的功能需求和性能要求。
这个阶段的主要任务是收集和分析需求,制定合理的开发计划和时间表。
接下来是设计阶段,开发者需要根据需求分析的结果,制定系统的架构和模块划分。
在该阶段,将确定核心功能模块、编码规范和外部接口规范。
设计阶段还包括软件的界面和用户体验设计。
通过良好的设计,可以确保系统的可扩展性和可维护性。
在设计阶段完成后,开发者将进入编码阶段。
这个阶段的核心任务是根据设计文档,使用合适的编程语言和工具,编写合理的代码。
在编码过程中,开发者需遵循编码规范,使用有意义的变量名和注释,确保代码的可读性和可维护性。
此外,应该注意代码的优化和错误处理,以确保系统的高效性和稳定性。
编码完成后,接下来就是测试阶段。
在测试阶段,开发者需要进行单元测试、集成测试和系统测试。
单元测试主要针对各个功能模块进行测试,确保每个模块的正常工作。
集成测试则是将各个模块集成到一起进行测试,以验证系统的功能和性能。
系统测试是在整个软件系统上进行的,确保系统在各种情况下都能正常运行。
最后是维护阶段,开发者需要对系统进行维护和升级,以适应不断变化的需求和环境。
维护阶段包括故障排查、性能优化和错误修复等工作。
此外,还要定期对系统进行升级,增加新的功能和改进用户体验。
在嵌入式软件开发过程中,还有一些技巧可以提高开发效率和质量。
首先,使用版本控制工具进行团队协作和代码管理。
版本控制工具可以记录代码的修改历史和团队成员的操作,方便团队协作和代码回滚。
嵌入式底层软件设计与开发
嵌入式底层软件设计与开发随着现代科技的发展和普及,越来越多的设备和设施需要嵌入式底层软件来进行控制和操作。
嵌入式底层软件设计和开发成为了一个重要的领域,涉及到电子、通讯、汽车、医疗、工业等多个行业。
在这篇文章中,我们将探讨嵌入式底层软件设计和开发的基本概念、特点和主要方法,帮助读者了解这个领域的基本知识和发展趋势。
一、嵌入式底层软件设计的基本概念嵌入式系统是指嵌入于设备或设施中,为其提供控制和操作功能的计算机系统。
它通常包括硬件平台、嵌入式底层软件和应用软件三个部分。
其中,嵌入式底层软件是指直接运行在硬件平台上,为硬件提供操作系统、驱动程序、中间件和底层库等功能的软件。
由于处理器和内存资源有限,嵌入式底层软件通常需要经过高度优化和精简,以提高系统效率和响应速度。
二、嵌入式底层软件设计的特点嵌入式底层软件与传统计算机软件相比,具有以下特点:1. 高度耦合性。
嵌入式底层软件通常与硬件密切关联,需要充分考虑硬件约束和接口规范,同时与应用软件紧密配合,确保系统的稳定性和可靠性。
2. 运行环境复杂。
嵌入式系统往往在恶劣的环境中工作,包括高温、低温、高压、低压、强磁场和辐射等。
嵌入式底层软件需要适应不同的运行环境,并考虑系统的安全和可靠性等方面。
3. 内存与性能限制。
嵌入式系统通常采用低成本、低功耗、低处理能力的嵌入式处理器,具有较小的内存和存储空间。
嵌入式底层软件需要高度优化,以满足系统性能要求。
4. 硬件接口和驱动。
嵌入式底层软件需要与硬件进行协作,包括接口设计、驱动程序开发、中断处理等方面。
同时也需要考虑不同硬件平台的差异,保证系统的兼容性和可移植性。
三、嵌入式底层软件设计的主要方法嵌入式底层软件的设计通常采用四种主要方法:1. 汇编语言。
汇编语言是一种直接面向硬件的语言,能够精确地控制硬件的操作。
在嵌入式底层软件设计中,汇编语言可以用于处理器初始化、中断处理和关键算法等方面。
2. C语言。
C语言是一种高级语言,具有结构化、模块化和可重用性等优点。
基于STM32的嵌入式软件开发基础-实验指导书(经典)
基于STM32的嵌⼊式软件开发基础-实验指导书(经典)实验⼀基于STM32的嵌⼊式软件开发基础实验⼀、实验⽬的1 、掌握嵌⼊式软件开发流程2 、学会使⽤嵌⼊式软件开发⼯具3 、学会使⽤⽆限循环架构开发简单的嵌⼊式应⽤程序4 、学会使⽤单步⁄全速运⾏、设置断点和观察变量⁄寄存器等⽅法调试嵌⼊式应⽤程序5 、掌握通⽤数字输⼊输出(GPIO)和系统定时器(SysTick)的软件开发⽅法6 、理解发光⼆极管(LED)和按键(Push Button)的驱动原理7 、掌握常⽤的延时(Delay)实现技巧⼆、实验环境1 、硬件:ALIENTEK STM32F103嵌⼊式开发板2 、软件:REALVIEW MDK或IAR EWARM三、实验内容1 、LED点亮实验:使⽤GPIO的相关知识,设计基于⽆限循环架构的嵌⼊式应⽤程序,点亮开发板上绿⾊LED和红⾊LED;2 、流⽔灯实验⼀:使⽤GPIO和延时循环,设计基于⽆限循环架构的嵌⼊式应⽤程序,使开发板上的绿⾊LED和红⾊LED先后轮流闪烁;3 、按键控制LED实验:使⽤GPIO的相关知识,设计基于⽆限循环架构的嵌⼊式应⽤程序,实现以下功能:1 )当按下WK_UP按键时,开发板上的绿⾊LED点亮;当释放WK_UP按键时,开发板上的绿⾊LED熄灭;2 )当按下KEY1按键时,开发板上的红⾊LED点亮;当释放KEY1按键时,开发板上的红⾊LED熄灭;3 )当同时按下WK_UP和KEY1按键时,开发板上的红⾊LED和黄⾊LED同时点亮;当同时释放WK_UP和KEY1按键时,开发板上的红⾊LED和黄⾊LED同时熄灭;4 、流⽔灯实验⼆:使⽤GPIO和SysTick的相关知识,设计基于⽆限循环架构的嵌⼊式应⽤程序,使开发板上的绿⾊LED和红⾊LED先后轮流闪烁,每个LED点亮和熄灭的时间各为1s,并在程序中定义⼀个8位⽆符号变量来记录红⾊LED闪烁的次数;调试程序,在REALVIEW MDK或IAR EWARM的调试界⾯中,通过在程序中设置断点,并打开变量观察窗⼝,加⼊对应的变量,全速运⾏,随着红⾊LED的闪烁,跟踪⽤来记录红⾊LED闪烁次数的8位⽆符号变量的变化情况;四、硬件设计1 、发光⼆极管(LED )与嵌⼊式微控制器(STM32F103)的接⼝电路2 、按键与嵌⼊式微控制器(STM32F103)的接⼝电路五、软件设计1 、LED 点亮实验程序:程序(略)2 、流⽔灯实验⼀程序:程序(略)3 、按键控制LED 实验程序:程序(略)4 、流⽔灯实验⼆程序:程序(略)六、实验结果1 、LED 点亮实验结果:⽤⽂字或图⽚描述该程序运⾏的结果2 、流⽔灯实验⼀结果:⽤⽂字或图⽚描述该程序运⾏的结果3 、按键控制LED 实验结果:⽤⽂字或图⽚描述该程序运⾏的结果4 、流⽔灯实验⼆结果:⽤⽂字或图⽚描述该程序运⾏的结果(调试界⾯中断点设置和变量观察窗⼝的截图) PA8 PD2PA15 PA13实验⼆基于STM32的嵌⼊式软件开发⾼级实验⼀、实验⽬的1 、了解中断控制器(NVIC)的内部结构和⼯作原理2 、深⼊理解中断机制,学会编写中断服务函数3 、学会使⽤中断服务函数开发基于前后台架构的较复杂的嵌⼊式应⽤程序4 、掌握串⾏通信的原理,掌握通⽤同步串⾏收发器(USART)的软件开发⽅法5 、熟悉模数转换的过程和性能指标,掌握模数转换器(ADC)的软件开发⽅法⼆、实验环境1 、硬件:ALIENTEK STM32F103嵌⼊式开发板2 、软件:REALVIEW MDK或IAR EWARM三、实验内容1 、LED闪烁实验:使⽤NVIC(含SYSTICK)和GPIO的相关知识,编写中断服务函数,并开发基于前后台架构的嵌⼊式应⽤程序,使开发板上绿⾊LED每1s闪烁⼀次;2 、串⼝输出实验:使⽤USART的相关知识,设计基于⽆限循环架构的嵌⼊式应⽤程序,通过USART1向PC 的串⼝发送“Hello World!”,其中USART1和串⼝的波特率设置为115200bps,数据格式设置为8位数据位、⽆奇偶校验位、1位停⽌位和⽆数据流控制;在PC上运⾏串⼝调试助⼿,找到对应的COM⼝并作设置波特率和数据格式后打开,再运⾏开发板上的程序,观察串⼝调试助⼿中接收区的数据,验证程序的运⾏结果;3 、MCU温度检测实验:使⽤NVIC(含SYSTICK)、USART和ADC的相关知识编写程序,编写中断服务函数,并开发基于前后台架构的嵌⼊式应⽤程序,每隔1s通过⽚内温度传感器和模数转换器(ADC)检测MCU的温度并通过USART1将其输出到PC的串⼝上;在PC上运⾏串⼝调试助⼿,找到对应的COM⼝并作相应设置后打开,再运⾏开发板上的程序,观察PC上串⼝调试助⼿中接收区的数据变化情况,验证程序的运⾏结果;四、硬件设计1 、发光⼆极管(LED)与嵌⼊式微控制器(STM32F103)的接⼝电路PA8PD22 、按键与嵌⼊式微控制器(STM32F103)的接⼝电路3 、嵌⼊式微控制器(STM32F103)的温度传感器和ADC 的模块图五、软件设计1 、LED 闪烁实验:程序(包括主函数源⽂件和中断服务函数源⽂件)2 、串⼝输出实验:程序(略)3 、MCU 温度检测实验:程序(包括主函数源⽂件和中断服务函数源⽂件)六、实验结果 1 、LED 闪烁实验:⽤⽂字或图⽚描述该程序运⾏的结果2 、串⼝输出实验:⽤⽂字或图⽚描述该程序运⾏的结果(程序运⾏中PC 上串⼝调试助⼿的截图) 3 、MCU 温度检测实验:⽤⽂字或图⽚描述该程序运⾏的结果(程序运⾏中PC 上串⼝调试助⼿的截图)PA15。
嵌入式软件开发基础实验报告 4×4键盘控制
上海电力学院嵌入式软件开发基础实验报告题目:【ARM】 4x4 键盘控制实验专业:电子科学与技术年级:姓名:学号:一、实验目的通过实验掌握键盘控制与设计方法。
熟练编写ARM 核处理器S3C44B0X 中断处理程序。
二、实验设备硬件:Embest EduKit-III 实验平台,Embest ARM 标准/增强型仿真器套件,PC 机。
软件:Embest IDE Pro ARM 集成开发环境,Windows 98/2000/NT/XP三、实验内容使用实验板上5x4 用户键盘,编写程序接收键盘中断。
通过IIC 总线读入键值,并同将读到的键值发送到串口。
四、实验原理用户设计行列键盘接口,一般常采用三种方法读取键值。
一种是中断式,另两种是扫描法和反转法。
中断式在键盘按下时产生一个外部中断通知CPU,并由中断处理程序通过不同的地址读取数据线上的状态,判断哪个按键被按下。
本实验采用中断式实现用户键盘接口。
扫描法对键盘上的某一行送低电平,其他为高电平,然后读取列值,若列值中有一位是低,表明该行与低电平对应列的键被按下。
否则扫描下一行。
反转法先将所有行扫描线输出低电平,读列值,若列值有一位是低,表明有键按下;接着所有列扫描线输出低电平,再读行值。
根据读到的值组合就可以查表得到键码。
五、实验设计1. 键盘硬件电路设计(1) 键盘控制电路(2) 工作过程键盘动作由芯片ZLG7290 检测,当键盘按下时,芯片检测到后在INT 引脚产生中断触发电平通知处理器,处理器通过IIC 总线读取芯片中保存的键值。
六、实验操作步骤1. 准备实验环境使用Embest 仿真器连接目标板,使用Embest EduKit-III 实验板附带的串口线,连接实验板上的UART0 和PC 机的串口。
2. 串口接收设置在PC 机上运行windows 自带的超级终端串口通信程序(波特率115200、1 位停止位、无校验位、无硬件流控制);或者使用其它串口通信程序。
嵌入式软件开发流程
嵌入式软件开发流程嵌入式软件开发流程是指在嵌入式系统的开发过程中,进行软件编写、调试、测试和优化的一系列步骤。
嵌入式软件是指嵌入在硬件设备中,用于控制和管理硬件功能的软件。
下面将介绍一下嵌入式软件开发的基本流程。
第一步:需求分析在开始嵌入式软件的开发之前,首先需要进行需求分析。
开发团队需要与产品经理和硬件工程师合作,详细了解产品的功能要求和硬件设计。
根据产品的需求和硬件的限制,制定软件开发的目标和需求规格。
第二步:设计阶段在需求分析的基础上,开发团队进行软件设计。
软件设计主要包括系统结构设计、模块设计和接口设计。
在设计过程中,需要考虑到实际的硬件环境和资源限制,保证软件的可靠性和性能。
第三步:编码实现在软件设计完成后,开发团队开始进行编码实现。
根据设计阶段的设计文档,开发人员使用相关的编程语言(如C、C++等)编写嵌入式软件的代码。
编码实现过程需要遵循软件开发的规范和约定,并进行代码的注释和文档编写。
第四步:调试和测试在编码实现完成后,开发团队开始进行调试和测试。
调试和测试的目的是发现和修复软件中的错误和问题。
调试过程中需要使用调试工具和硬件设备进行代码的调试和跟踪,同时也需要进行功能测试和性能测试。
第五步:优化和验证在调试和测试完成后,开发团队开始对软件进行优化和验证。
优化包括提高软件的运行效率、减少资源占用和提高响应速度等。
验证的目的是确保软件的功能和性能达到预期的要求,同时也需要进行可靠性测试和安全性测试。
第六步:发布和部署在软件优化和验证通过后,开发团队可以将软件发布和部署到嵌入式系统中。
发布过程中需要将软件文件整理、打包和上传到目标设备,同时也需要进行软件的安装和配置。
部署后需要进行功能验证和系统集成测试,确保软件在目标设备上的正确运行。
第七步:维护和升级嵌入式软件的开发并不是一个一次性的过程,开发团队还需要进行后续的维护和升级工作。
维护包括对软件的bug修复和功能改进等,升级则是为了兼容新的硬件、添加新的功能和优化现有的功能。
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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);
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。
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
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。
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};
远程GDB调试
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。
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。
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
嵌入式应用的生成特点
C代码 编译器
ADS:armcc.exe\tcc.exe Linux: arm-liunx-gcc
汇编代码
ADS:armasm.exe Linux: arm-linux-as
汇编器
机器代码
ADS:armlink.exe Linux: arm-linux-ld
链接器 可执行程序
ADS:armsd.exe 或axd.exe Linux: gdb \ gdb server
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)
嵌入式应用的生成特点
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
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 Da