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《工业控制计算机》 !""# 年 $% 卷第 & 期嵌入式系统是以应用为中心和以计算机技术为基础的， 并且软硬件是可裁减的， 能满足应用系统对功能、 可靠性、 体积、 功耗等指标的严格要求的专用计算机系统。它可以实现对其他设备的控制、 监视或管理等功能。 本篇以最终实现嵌入式系统的软件开发为目的， 阐述了一个嵌入式系统的开发过程。嵌入式系统的组成嵌入式系统由硬件和软件组成的。硬件包括嵌入式处理器和嵌入式外围设备。目前，市面上有多种嵌入式处理芯片， 如’()、 *+,-.*/、 )/#0""、 123* 等等，而其中 ’() 处理器的应用最为广泛； 嵌入式外围设备主要包括存储器、 接口和一些外围的芯片。通常， 为了开发的方便， 会将嵌入式处理芯片和存储器先做成一个整体， 称为核心板， 而外围的电路再组合在一起，称为扩展板。这样， 如果需要重新设计嵌入式系统， 则往往只要将扩张板进行修改， 核心板只是软件程序上的改动， 大大缩短了开发的周期和提高了系统的可靠性。软件则一般包括 4++567+89-.、 嵌入式操作系统、 嵌入式文件系统和应用程序。其中， 嵌入式操作系统决定了系统的性能。 目前， 市场上有许多商用的嵌入式操作系统，如 :;<+.=> 操作系统、 <?@/1 操作系统、 :(AB操作系统、 C3D3 操作系统等等， 这些操作系统在系统可靠性和对用户的技术支持上都有自己的优势， 但是， 由于价格昂贵， 让人望而却步。嵌入式 E?@F; 操作系统由于其代码公开、 成本低且有丰富的软件支持而在实际的开发中应用广泛。嵌入式系统的开发过程嵌入式项目开发和其它的项目开发一样要经历分析、设计和实现三个阶段。 在大型项目中还会有测试和维护阶段， 后面阶段的工作量直接与前面的分析与设计有着密切的关系。!G$ 硬件的开发过程简介在项目分析的过程中， 要确定系统使用的硬件资源。 硬件资源包括处理器、 调试器、 硬件接口和一些用于实现特殊功能的芯片。首先， 要对系统所实现的功能有一个清醒的认识， 这样才能更好的选择合适的芯片， 使系统的性价比最高。其次， 要对各个芯片的性能有深刻的了解， 如芯片的功能、 工作时管脚的电压要求、 是否需要配备电容等等， 这对于能否正确的设计电路图是十分重要的。一般来说，嵌入式系统的硬件开发过程和其它的系统的硬件开发过程是大体一致的。可分为电路图的绘制， */4 图的制!"作和 */4 板的刻印三个过程。*/4 板制好后， 还要进行调试。一般的调试工具有示波器、在线仿真器、 逻辑分析议、 片上调试器、 (D) 监视器等。在 ’()处理芯片的开发中， 一般常用的是 HA’I 仿真器。!G! 软件的开发过程硬件的调试过程是嵌入式产品开发周期中一个关键的阶段， 需要一定的经验和耐心。硬件调试完成后， 就进入了软件的开发阶段。 软件的开发一般大致可分为如下部分： 交叉环境的建立， 4++57+89-. 的移植和调试， 操作系统的移植和调试， 文件系统的移植和调试和应用程序的开发。（$） 交叉编译环境的建立由于嵌入式系统是一个受资源限制的系统，因此直接在嵌入式系统硬件上进行编程显然是不合理的。在嵌入式系统的开发过程中， 一般采用的方法是现在通用的 */ 机上编程； 然后通过交叉编译和链接， 将程序做成可运行的二进制代码格式； 最后将程序下载到目标板 （即调试好的 */4 板） 上， 由目标板启动运行这段二进制代码， 从而运行起嵌入式系统。 一般的， */ 机的操作系统是 E?@F; 操作系统。以面向 3&/!J$"B （’() % 系列中一种） 的开发为例， 下载K.+>>L!G%MG&G58.GNO! 开发包， 将它拷贝到 PF>.P7+K87P8.Q 目录下， 然后执行命令：58.RS;TK.+>>L!G%MG&G58.GNO!-;C+.5*’AUVPF>.P7+K87P8.QP!G%MG&PN?@WX*’AU至此 */ 机的交叉环境就已经建立起来了，可以用 8.QL7?@F;LYKK 命令编译在 */ 机上编好的程序， 然后下载到目标板测试执行。（!） 4++57+89-. 的启动过程和编译4++57+89-. 是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序， 可以初始化硬件设备、 建立系统的内存空间映射图， 从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态， 以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。它的作用与 */机上的 4ZD3 类似，通过 4++57+89-. 可以完成对目标板上的主要部件如 /*[、 32(’)、 \78>]、 串行口等进行初始化。4++57+89-. 的实现依赖于 KCF 的体系结构， 因此大多数的4++57+89-. 都分为 358Y-$ 和 358Y-! 两大部分。4++57+89-. 的基于 ’() 和 E?@F; 嵌入式系统的软件开发过程李长明^北京邮电大学北京华飞研究所， 北京 $""0_#‘1QN-99-9 3a>5-Q> 48>-9 +@ ’() 8@9 E?@F; 5]- 2-S-7+C?@Y *.+K->> +T 3+T5,8.-摘要介绍了嵌入式系统的基本组成， 嵌入式系统的硬件开发过程， 并结合实例详细介绍了嵌入式系统的软件开发过程。关键词： 嵌入式系统， 嵌入式操作系统， 嵌入式文件系统#$%&’()&A]?> C8C-. ?@5.+9FK-> 5]- N8>?K C8.5> +T 1QN-99-9 3a>5-Qb8@9 8@87a>?> 5]- 9-S-7+C?@Y C.+K->> +T ]8.9,8.- 8N+F5 1QN-969-9 3a>5-Q N.?-T7a 8@9 5]- 9-S-7+C?@Y C.+K->> +T >+T5,8.- 8N+F5 1QN-99-9 3a>5-Q C8.5?KF78.7a N8>-9 +@ >+Q- .-87 -;8QC7->G*+,-.’/%W1QN-99-9 3a>5-Qb1QN-99-9 DC-.85?@Y 3a>5-Qb1QN-99-9 \?7- 3a>5-QJ_