嵌入式開發(fā)就是指在嵌入式操作系統(tǒng)下進行開發(fā)，包括在系統(tǒng)化設(shè)計指導下的硬件、軟件以及綜合研發(fā)。硬件研發(fā)通常指在EDA軟件平臺上，用硬件描述語言VerilogHDL完成設(shè)計文件，然后由計算機自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真，直至對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。嵌入式軟件研發(fā)就是在一定硬件條件下的系統(tǒng)化設(shè)計和軟件研發(fā)。主要使用的語言是C/C++、Ada。

嵌入式系統(tǒng)是一個控制程序存儲在ROM中的嵌入式處理器控制板。事實上，所有帶有數(shù)字接口的設(shè)備，如手表、微波爐、錄像機、汽車等，都使用嵌入式系統(tǒng)，有些嵌入式系統(tǒng)還包含操作系統(tǒng)，有些嵌入式系統(tǒng)都是由單個程序?qū)崿F(xiàn)整個控制邏輯。

嵌入式系統(tǒng)的演進方向

1. 以單片機為核心、可編程控制器存在形式

沒有操作系統(tǒng)支持

軟件以匯編為主

功能單一、處理效率低、存儲容器小，沒有外部接口

使用簡單、價格低

2. 以嵌入式CPU為基礎(chǔ)、簡單操作系統(tǒng)為核心

CPU種類多，通用性弱

系統(tǒng)開銷小，效率高

達到一定的兼容性，拓展性

用戶體驗度不高，交互界面不夠友好

3. 以嵌入式操作系統(tǒng)為標志

兼容性好，適用于不同平臺

系統(tǒng)開銷小，效率高，具有高度模塊化及拓展性

圖形化界面、用戶界面友好

豐富的外部接口

4. 以物聯(lián)網(wǎng)為標志

將傳感器技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及傳統(tǒng)嵌入式技術(shù)綜合聯(lián)系

小型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化

低功耗、綠色環(huán)保

多核技術(shù)、云計算、虛擬化技術(shù)

嵌入式的兩種開發(fā)模式

非嵌入式的開發(fā)

A類機編寫源代碼，編譯得到可執(zhí)行程序，發(fā)布給A類機運行。

嵌入式開發(fā)

A類機編寫源代碼，編譯得到可執(zhí)行程序，發(fā)布給B類機運行，這種編譯模式也叫作交叉編譯。

為什么使用交叉？嵌入式開的CPU比較簡單，本身無法搭建開發(fā)環(huán)境，有些甚至操作系統(tǒng)都沒有；交叉編譯器可以用高性能機器為低性能機器開發(fā)軟件。交叉編譯必須使用專用的交叉編譯工具。由于可執(zhí)行程序不能在本地運行調(diào)試，因此必須使用特殊的方法將可執(zhí)行程序加載到目標嵌入式設(shè)備上運行及調(diào)試。

嵌入式開發(fā)流程

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創(chuàng)建工程項目

在配置硬件設(shè)備和安裝軟件開發(fā)工具后，就可以開始創(chuàng)建工程項目，通常需要選擇項目文件的存儲位置及目標處理器。

添加項目文件

開發(fā)人員需要創(chuàng)建源程序文件，編寫應用程序代碼，并添加到工程項目中；還將使用設(shè)備驅(qū)動程序的庫文件，包括啟動代碼、頭文件和一些外設(shè)控制函數(shù)，甚至中間件（Middleware）等。這些文件也需要添加到項目中。

配置工程選項

源于硬件設(shè)備的多樣性和軟件工具的復雜性，工程項目提供了不少選項，需要開發(fā)人員配置，如輸出文件類型和位置、編譯選項和優(yōu)化類型等，還要根據(jù)選用的開發(fā)板和在線仿真器，配置代碼調(diào)試和下載選項等。

交叉編譯連接

利用開發(fā)軟件工具對項目的多個文件分別編譯，生成相應的目標文件，然后連接生成最終的可執(zhí)行文件映像，以下載到目標設(shè)備的文件格式保存。如果編譯連接有錯誤，返回修改；如果沒有錯誤，先進行軟件模擬運行和調(diào)試，再下載到開發(fā)板運行和調(diào)試。

程序下載

目前，絕大多數(shù)微控制器都使用閃存（Flash Memory）保存程序。創(chuàng)建可執(zhí)行文件映像后，需要使用在線仿真器（或串口、網(wǎng)口）將其下載到微控制器的閃存中，實現(xiàn)閃存的編程；還可以將可執(zhí)行文件下載到SRAM中運行。

運行和調(diào)試

程序下載后，可以啟動運行，看是否正常工作。如果有問題，連接在線仿真器，借助軟件開發(fā)工具的調(diào)試環(huán)境進行斷點和單步調(diào)試，觀察程序操作的詳細過程。如果應用程序運行有錯誤，返回修改。

編輯：jq