嵌入式系统的平台化开发

一、引言

嵌入式系统近年来发展很快,传统小作坊式的开发模式越来越难以满足开发要求。只有构建有特色的嵌入式开发系统平台,应用平台化思想进行开发,才能够以最小的代价最大程度的满足应用的需求。本文根据嵌入式系统项目的研发经验,总结了基于平台化开发内容、步骤、以及适用于不同复杂程度系统的软件和硬件关系模式。

二、平台化开发的内容

嵌入式系统的开发平台化包括硬件开发平台化和软件开发平台化。

1、硬件平台

从硬件方面说,平台化要求电路的设计尽量做到“模块化”和“拼图化”。

首先最大限度从半导体厂家索取芯片相关资料、手册、应用指南、厂家设计规范、参考设计,以减少产品设计中单片机资源应用的盲目性。根据产品系列要求的系统扩展与系统配置要求,制定外围扩展的典型系列电路。这些典型电路应具有典型性,通用性和系列性。尽量优先选用成熟电路。

针对不同的应用,规划出优选的硬件结构。例如智能仪表中,针对不同的精度要求规划出低、中、高、超高精度的优选数据采集模块电路。

最后产品的硬件主电路应该有良好的通用性和扩展性。做到不改或者很少的改动就可以运用到类似的产品中。某些通用模块的局部电路应该做到“典型”,可以直接复制到其它用到该模块的产品中。

2、软件平台

可以借鉴计算机软件工程里面的一些方法。例如,用UML语言来描述系统需求,对系统中的各种对象分解。参照数据流程图描述数据从输入到输出的变换流程。用状态迁移图描述系统的状态随外部信号的变化过程。把这些结果作为客户需求的抽象化和软件框架设计的依据。再用计算机软件工程思想对应用系统进行规划、设计、测试和管理,保证代码的稳定性和可扩展性。具体实现时,在系统级上引人操作系统平台,借助于操作系统平台多任务编程思想来简化事务处理模式,缩短开发周期。在代码级建立独立于具体产品的函数库和驱动接口平台。在文档管理上,借鉴台式机模式,建立适合于嵌入式产品开发特点的文档。而嵌入式操作系统(EOS)是实现平台化最有力的工具。基于嵌入式操作系统开发出的程序,具有较高的可靠性和可移植性,可以实现90以上设备独立。一些成熟的硬件驱动程序、专家库函数、行业库函数、产品库函数,和通用性的应用程序一起,可以作为产品销售,促进行业内的知识产权交流,因此EOS又是一个嵌入式软件开发平台。

三、平台化开发的具体步骤

根据经验。总结嵌入式平台化开发步骤如下。

1、客户需求分析

相对台式机系统,嵌入式系统的客户需求一般都明确清晰。这一部分所占开发周期比重也应相应降低。但在对客户需求分析的同时要考虑客户潜在的后续应用,在设计系统硬件时尽可能留出余量。