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嵌入式系统的开发流程是什么？

发布：嵌入式培训
来源：嵌入式问答
时间：2017-11-09 10:33
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由于嵌入式系统运行于特定的目标环境，该目标环境又面向于特定的应用领域，功能比较专一，需要实现预期要实现的功能，并且需要软硬件协同设计。考虑到系统的实现成本，在应用系统器件选型时，各种资源一般只需要满足需求，恰到好处即可，不同于通用PC系统，预留给用户许多资源。因此，嵌入式系统的开发必然有其自身的许多特点。

一：嵌入式开发考虑的要素

嵌入式系统是以实际应用为主要考虑对象的专用计算机系统，嵌入式的特点就是软硬件可配置，功能可靠，成本低，体积小，功耗低，实时性强。因此，嵌入式系统受功能和具体应用环境的约束，其开发流程就不同于一般的通用计算机系统。在嵌入式系统设计开发时必须考虑一下因素：

功能可靠实用，便于升级

实时并发处理，及时响应

体积符合要求，结构紧凑

接口符合规范，易于操作

配置精简稳定，维护便利

功耗管理严格，成本低廉

二：软硬件协同设计

嵌入式系统设计是使用一组物理硬件个软件来完成所需功能的过程。系统是指任何由硬件、软件或者两者的结合来构成的功能设备。由于嵌入式系统是一个专用系统，所以在嵌入式产品的设计过程中，软件设计和硬件设计师紧密结合、互相协调的。这就产生了一种全新发展中的设计理论——软硬件协同设计。这种方法的特点是，在设计时从系统功能的实现考虑，把实现时的软硬件同时考虑进去，硬件设计包括芯片级的“功能定制”设计。既可最大限度地利用有效资源，缩短开发周期，又能取得更好的设计效果。

系统协同设计的整个流程从确定系统要求开始，包含系统要求的功能、性能、功耗。成本、可靠性和开发时间等。这些要求形成了由项目开发小组和市场专家共同定制的初步说明文档。

系统设计首先确定所需的功能。复杂系统设计最常用的方法是将整个系统划分为比较简单的子系统及这些子系统的模块组合，然后以一种选定的语言对各个子对象加以描述，产生设计说明文档。

其次，是把系统功能转换成组织结构，将抽象的功能描述模型转换成组织结构模型。由于针对一个系统可建立多种模型，因此应根据系统的仿真和先前的经验来选择模型。一般的软硬件协同设计方法学流程图如图所示。软硬件设计师复杂的系统工程，是一门学科。

嵌入式系统开发流程

三：嵌入式系统开发的基本流程

嵌入式系统开发必须将硬件、软件、人力资源等元素结合起来。任何一个嵌入式产品都是软硬件的结合体，是软硬件的综合开发，这是嵌入式开发的最大特点。在嵌入式开发的过程中，必须始终综合考虑各个方面的因素。面向具体应用的嵌入式开发决定了嵌入式开发的方法、流程各有不同。

1.系统定义与需求分析

确定系统开发最终需要达到的总目标、系统实现的可行性、系统开发所采取的策略，估计系统完成所需的资源和成本，制定工程进度安排计划。需求分析应确定目标系统要具备哪些功能。用户了解他们在实际应用中所面对的是什么问题，也知道必须要做什么，但是通常不一定能完整、准确地表达出他们的需求，更不知道怎样利用计算机去实现他们需要的功能。需求分析就是要求密切配合用户，经过充分的交流和考察，得出经过用户确认的、明确的系统实现逻辑模型，以便使设计开发人员能够最终的设计目标。由此确定的系统逻辑模型是以后设计和实现的目标系统的基础，必须能够准确、完整的体现出用户的需求。

2.系统设计方案的初步确立

包括系统设计的初步说明文档、设计方案和设计描述文档，具体包含以下文档：系统总体设计、系统功能划分与软硬件协同设计、处理器选择与基本接口器件选择、操作系统选择和开发环境选择。这些文档的确立是使用系统流程图或其他工具，描述每一种可能的系统组成，估计每一种方案的成本和效益，在充分权衡各种方案利弊的基础上，选择一个较好的方案，并且制定出该系统的详细计划。

3.初步设计方案性价比评估与方案评审论证

在系统开始软硬件具体设计之前，需要最后确定设计方案与用户需求之间的合理性，并对设计方案的正确性、无歧义性、安全性、可验证性、可理解性、可修改性等多个方面进行综合评估，以确定是否进入下一步的实施阶段。

1.完善初步方案及初步方案的实施

本阶段是整个设计阶段中最基本的一个环节，它决定了以后软硬件设计的方向与各自完成的目标，通常需要反复对比和权衡利弊才能最后决定。划分的结果对软硬件的设计工作量往往有很大的影响，特别是印象软件的设计与实现，而且随系统的性能和成本有着较大的影响。划分完系统的软硬件结构之后，就可同时开始系统的软硬件设计与系统方案的实时。

2.软硬件集成测试

将测试完成的软件系统装入制作好的硬件系统中，进行系统的综合测试，验证系统功能是否能被正确无误的实现。本阶段的工作在整个开发过程中最复杂、最费时，特别需要相应的辅助工具支持，才能确保系统的正常运行

3.系统性能测试及可靠性测试

测试最终完成的系统性能是否满足设计任务书的各项性能指标和要求。若满足，则可将正确无误的软件固化在目标硬件中；若不满足，则需要回到设计的初始阶段重新进行系统的设计方案的制定。