嵌入式系统软件开发环境PPT课件
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纯粹的BSP所包含的内容一般说来是与系统有关的驱动程序，如网 络驱动程序和系统中的网络协议有关，串口驱动程序和系统的下载调 试有关，等等。离开这些驱动程序系统就不能正常工作。
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系统软件层
主要是操作系统，有的还包括文件系统、图形用户接口 和网络系统等。操作系统是嵌入式应用软件的基础和 开发平台，实际上是一段程序，系统复位后首先执行， 相当于用户的主程序，用户的其他应用程序都建立在 操作系统之上。操作系统是一个标准的内核，将中断、 I/O、定时器等资源都封装起来，以方便用户使用。操 作系统的引入大大提高了嵌入式系统的功能，方便了 应用软件的设计，但同时也占用了宝贵的嵌入式系统 资源。一般在大型的或需要多任务的应用场合才考虑 使用嵌入式操作系统。
集成调试
集成调试，产品测试，产品发布
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软件需求分析:
概要设计 模块划分 详细设计 BSP、 应 用 程 序
编码
单元调试 集成 调试
测试
产品 7
嵌入式系统 软件的开发特点
采用宿主机/目标机交叉开发方法：嵌
入式系统本身不具备自举开发能力，即使设计完成以 后用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改的。 嵌入式软件以宿主机/目标机模式开发，所需要的开 发环境称为交叉开发环境，分为宿主机部分和目标机 部分，两者以统一的通信协议进行通信，宿主机向目 标机发送命令，目标机接收、执行命令并将结果返回
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4ห้องสมุดไป่ตู้
应用层
由基于操作系统开发的应用程序组成，用来完 成对被控对象的控制功能。应用层是面向被控 对象和用户的，为了方便用户操作，往往需要 具有友好的人机界面。对于一些复杂的系统， 在系统设计的初期阶段就要对系统的需求进行 分析，确定系统的功能，然后将系统的功能映 射到整个系统的硬件、软件和执行装置的设计 过程中，这个过程称为系统的功能实现。
宿主机，从而实现两机之间的交互控制。
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嵌入式系统软件交叉开发方式
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嵌入式系统软件调试技术
1．模拟器方式
调试工具和待调试的嵌入式软件都在主机上 运行，通过软件手段模拟执行为某种嵌入式处 理器编写的源程序。简单的模拟器可以通过指 令解释方式逐条执行源程序，分配虚拟存储空 间和外设，进行语法和逻辑上的调试。
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4.2嵌入式系统开发工具
1.嵌入式系统开发工具：硬件开发工具，软件开发工具两类。 2.软件开发工具
编译器，汇编器，连接器，调试器，嵌入式操作系统，函数库，评 估板，在线仿真器等。 3.市场上的软件开发工具类型： 目前世界上有四十多家公司提供不同类型的产品。从软件开发角度 讲，至少需要编辑器，编译器，连接器，调试器和工程管理工具， 也就是软件集成开发环境。 4.ARM公司提供的ADS集成开发环境。 这种一套运行在windows环境下的ARM公司开发继承开发环境 ADS，该公司还新退出了RVDS.
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4.3嵌入式系统开发过程
概要设计：描述系统如何实现所述的需求，包括软 件模块的划分、系统的软件开发工具选择以及关键问题 的论证等。
详细设计：详细描述各个模块的实现方法与过程， 模块间接口等问题，以作为编码人员的编码准则。
编码
单元调试：编码完成后，对各个模块进行单元 调试，以保证模块正常工作。
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2．在线仿真器方式
在线仿真器ICE是一种完全仿造调试目标CPU设计的仪器， 目标系统对用户来说是完全透明的、可控的。仿真器与目标板通 过仿真头连接，与主机有串口、并口、以太网口或USB口等连接 方式。该仿真器可以真正地运行所有的CPU动作，并且可以在其 使用的内存中设置非常多的硬件中断点，可以实时查看所有需要 的数据，从而给调试过程带来很多便利。由于仿真器自成体系， 调试时可以连接目标板，也可以不接目标板。使用ICE同使用一般 的目标硬件一样，只是在ICE上完成调试后，需要把调试好的程序 重新下载到目标系统上而已。由于ICE价格昂贵，而且每种CPU都 需要一种与之对应的ICE，使得开发成本非常高。
第4章 嵌入式系统软件及开发调试方法
4.1 嵌入式系统软件结构 4.2 嵌入式系统软件开发过程 4.3 ADS集成软件开发环境 4.5嵌入式Linux系统开发环境
4.1 嵌入式系统软件结构图
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DDI层
硬件层与软件层之间为中间层，也称为BSP（Board Support Package，板级支持包），将系统软件与底层硬 件部分隔离，使得系统的底层设备驱动程序与硬件无关， 一般应具有相关硬件的初始化、数据的输入/输出操作和硬 件设备的配置等功能。BSP是主板硬件环境和操作系统的 中间接口，是软件平台中具有硬件依赖性的那一部分，主 要目的是为了支持操作系统，使之能够更好地运行于硬件 主板上。
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3.监控器方式
主机和目标板通过某种接口（通常是串口）连接， 主机上提供调试界面，被调试程序下载到目标板上运 行，通过与监控运行于目标机上的监控程序通信，获 得调试信息。
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监控程序
监控程序是一段运行于目标机上的可执行程序，主要 负责监控目标机上被调试程序的运行情况，与宿主机 端的调试器一起完成对应用程序的调试。监控程序包 含基本功能的启动代码，并完成必要的硬件初始化， 等待宿主机的命令。被调试程序通过监控程序下载到 目标机，就可以开始进行调试。监控器方式操作简单 易行，功能强大，不需要专门的调试硬件，适用面广， 能提高调试的效率，缩短产品的开发周期，降低开发 成本。正因为以上原因，监控器方式才能够广泛应用 于嵌入式系统的开发之中。
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监控器调试方法的局限性：只能调试运行在 目标机操作系统上的应用程序，不适宜用来 调试目标操作系统。有的微处理器需要在目 标板工作正常的前提下，事先烧制监控程序， 而且功能有限，特别是硬件调试能力较差。
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4.JTAG仿真器调试
使用ICD和目标板的调试端口连接，发送调试命令和接收调试 信息，可以完成必要的调试功能。一般情况下，在ARM芯片的 开发板上采用JTAG边界扫描口进行调试。摩托罗拉公司采用专 用的BDM调试接口。使用合适的开发工具可以利用这些接口。 例如，ARM开发板，可以将JTAG调试器接在开发板的JTAG口 上，通过JTAG口与ARM处理器核进行通信。由于JTAG调试的 目标程序是在目标板上执行，仿真更接近于目标硬件，因此许 多接口问题，如高频操作限制、电线长度的限制等被最小化了。 该方式是目前采用最多的一种调试方式。
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系统软件层
主要是操作系统，有的还包括文件系统、图形用户接口 和网络系统等。操作系统是嵌入式应用软件的基础和 开发平台，实际上是一段程序，系统复位后首先执行， 相当于用户的主程序，用户的其他应用程序都建立在 操作系统之上。操作系统是一个标准的内核，将中断、 I/O、定时器等资源都封装起来，以方便用户使用。操 作系统的引入大大提高了嵌入式系统的功能，方便了 应用软件的设计，但同时也占用了宝贵的嵌入式系统 资源。一般在大型的或需要多任务的应用场合才考虑 使用嵌入式操作系统。
集成调试
集成调试，产品测试，产品发布
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软件需求分析:
概要设计 模块划分 详细设计 BSP、 应 用 程 序
编码
单元调试 集成 调试
测试
产品 7
嵌入式系统 软件的开发特点
采用宿主机/目标机交叉开发方法：嵌
入式系统本身不具备自举开发能力，即使设计完成以 后用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改的。 嵌入式软件以宿主机/目标机模式开发，所需要的开 发环境称为交叉开发环境，分为宿主机部分和目标机 部分，两者以统一的通信协议进行通信，宿主机向目 标机发送命令，目标机接收、执行命令并将结果返回
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4ห้องสมุดไป่ตู้
应用层
由基于操作系统开发的应用程序组成，用来完 成对被控对象的控制功能。应用层是面向被控 对象和用户的，为了方便用户操作，往往需要 具有友好的人机界面。对于一些复杂的系统， 在系统设计的初期阶段就要对系统的需求进行 分析，确定系统的功能，然后将系统的功能映 射到整个系统的硬件、软件和执行装置的设计 过程中，这个过程称为系统的功能实现。
宿主机，从而实现两机之间的交互控制。
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嵌入式系统软件交叉开发方式
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嵌入式系统软件调试技术
1．模拟器方式
调试工具和待调试的嵌入式软件都在主机上 运行，通过软件手段模拟执行为某种嵌入式处 理器编写的源程序。简单的模拟器可以通过指 令解释方式逐条执行源程序，分配虚拟存储空 间和外设，进行语法和逻辑上的调试。
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4.2嵌入式系统开发工具
1.嵌入式系统开发工具：硬件开发工具，软件开发工具两类。 2.软件开发工具
编译器，汇编器，连接器，调试器，嵌入式操作系统，函数库，评 估板，在线仿真器等。 3.市场上的软件开发工具类型： 目前世界上有四十多家公司提供不同类型的产品。从软件开发角度 讲，至少需要编辑器，编译器，连接器，调试器和工程管理工具， 也就是软件集成开发环境。 4.ARM公司提供的ADS集成开发环境。 这种一套运行在windows环境下的ARM公司开发继承开发环境 ADS，该公司还新退出了RVDS.
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4.3嵌入式系统开发过程
概要设计：描述系统如何实现所述的需求，包括软 件模块的划分、系统的软件开发工具选择以及关键问题 的论证等。
详细设计：详细描述各个模块的实现方法与过程， 模块间接口等问题，以作为编码人员的编码准则。
编码
单元调试：编码完成后，对各个模块进行单元 调试，以保证模块正常工作。
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2．在线仿真器方式
在线仿真器ICE是一种完全仿造调试目标CPU设计的仪器， 目标系统对用户来说是完全透明的、可控的。仿真器与目标板通 过仿真头连接，与主机有串口、并口、以太网口或USB口等连接 方式。该仿真器可以真正地运行所有的CPU动作，并且可以在其 使用的内存中设置非常多的硬件中断点，可以实时查看所有需要 的数据，从而给调试过程带来很多便利。由于仿真器自成体系， 调试时可以连接目标板，也可以不接目标板。使用ICE同使用一般 的目标硬件一样，只是在ICE上完成调试后，需要把调试好的程序 重新下载到目标系统上而已。由于ICE价格昂贵，而且每种CPU都 需要一种与之对应的ICE，使得开发成本非常高。
第4章 嵌入式系统软件及开发调试方法
4.1 嵌入式系统软件结构 4.2 嵌入式系统软件开发过程 4.3 ADS集成软件开发环境 4.5嵌入式Linux系统开发环境
4.1 嵌入式系统软件结构图
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DDI层
硬件层与软件层之间为中间层，也称为BSP（Board Support Package，板级支持包），将系统软件与底层硬 件部分隔离，使得系统的底层设备驱动程序与硬件无关， 一般应具有相关硬件的初始化、数据的输入/输出操作和硬 件设备的配置等功能。BSP是主板硬件环境和操作系统的 中间接口，是软件平台中具有硬件依赖性的那一部分，主 要目的是为了支持操作系统，使之能够更好地运行于硬件 主板上。
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3.监控器方式
主机和目标板通过某种接口（通常是串口）连接， 主机上提供调试界面，被调试程序下载到目标板上运 行，通过与监控运行于目标机上的监控程序通信，获 得调试信息。
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监控程序
监控程序是一段运行于目标机上的可执行程序，主要 负责监控目标机上被调试程序的运行情况，与宿主机 端的调试器一起完成对应用程序的调试。监控程序包 含基本功能的启动代码，并完成必要的硬件初始化， 等待宿主机的命令。被调试程序通过监控程序下载到 目标机，就可以开始进行调试。监控器方式操作简单 易行，功能强大，不需要专门的调试硬件，适用面广， 能提高调试的效率，缩短产品的开发周期，降低开发 成本。正因为以上原因，监控器方式才能够广泛应用 于嵌入式系统的开发之中。
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监控器调试方法的局限性：只能调试运行在 目标机操作系统上的应用程序，不适宜用来 调试目标操作系统。有的微处理器需要在目 标板工作正常的前提下，事先烧制监控程序， 而且功能有限，特别是硬件调试能力较差。
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4.JTAG仿真器调试
使用ICD和目标板的调试端口连接，发送调试命令和接收调试 信息，可以完成必要的调试功能。一般情况下，在ARM芯片的 开发板上采用JTAG边界扫描口进行调试。摩托罗拉公司采用专 用的BDM调试接口。使用合适的开发工具可以利用这些接口。 例如，ARM开发板，可以将JTAG调试器接在开发板的JTAG口 上，通过JTAG口与ARM处理器核进行通信。由于JTAG调试的 目标程序是在目标板上执行，仿真更接近于目标硬件，因此许 多接口问题，如高频操作限制、电线长度的限制等被最小化了。 该方式是目前采用最多的一种调试方式。