嵌入式軟件建立統一軟件的係統方法
行業科技
作者：雷雨
【摘要】本文分析了嵌入式係統軟件的特點和開發設計的瓶頸，提出建立統一的嵌入式軟件係統框架來解決嵌入式係統軟件的開發。
【關鍵詞】嵌入式係統，嵌入式軟件，軟件係統框架，操作係統
1嵌入式係統硬件與軟件發展的不平衡
嵌入式係統是整合了計算機硬件和軟件的集合體，它是通過可編程器件的計算和控製能力完好特定功能的係統。越來越多的嵌入式係統要求有連接網絡、多媒體信息處理和無線移動通信的能力。然而，飛速發展不斷有突破的嵌入式係統硬件技術與相對發展較慢的軟件技術形成明顯對比。認為摩爾定律很快會遭遇物理極限的預測不斷被突破，半導體工藝正在向納米級進軍，使計算器件集成度更高、速度更快、體積更小、功耗更低。隨著係統芯片（SoC）技術的發展和成熟，越來越多的嵌入式係統將采用矽知識產權（SIP），利用ASIC或半定製器件（FPGA/CPLD）技術把CPU核和外圍器件整合到一個芯片中。這將極大的提升硬件係統設計的靈活性、可靠性，以及提高硬件開發的速度和降低係統的成本。
近幾年，隨著硬件複雜性的增加和對係統功能和性能需求的大幅度提高，特別是要求係統具有靈活方便的網絡連接、輕巧節電的無線移動和功能強大的多媒體信息處理等能力，使軟件開發工作量急劇增長。這樣的係統需要集合一個開發團隊協同工作才能完成。嵌入式係統軟件的開發，越來越成為製約嵌入式係統開發的瓶頸。
2嵌入式係統軟件的特點及其開發途徑
嵌入式係統軟件從簡單到複雜可以千差萬別，天地懸殊。雖然它們結構相對簡單，但是不同係統對不同的性能往往有特定的要求，有的要求非常苛刻和嚴格。對簡單係統可以用傳統方法，從底層用彙編語言編寫程序，利用在線仿真器（ICE）、在線調試器（ICD）等開發工具進行調試軟件。但是那些複雜的嵌入式係統，特別是有多個控製環路、並需要在優化級可控的情況下能預測其運行狀態時，不利用實時操作係統和嵌入式係統開發平台進行開發，是很難或者幾乎不可能達到預定要求的。
利用嵌入式係統開發平台開發嵌入式係統軟件，往往需要針對不同的硬件編寫實時操作係統內核移植代碼。通過編譯、鏈接、定址將操作係統映像固化到（EP）ROM或者Flash（閃存）中。
對於大的開發項目，可以購買商業化的實時操作係統和嵌入式係統開發套件。對於更多大量的小項目而言，顯然不能走這條路，使用源代碼開放的嵌入式操作係統才是合適的選擇。
3軟件編程接口規範和標準化
硬件器件與軟件模塊相比，具有很高的可置換性，這是因為硬件器件的功能特性、電氣特性、機械特性等都有明確的定義，這種組件單元標準化的特點是硬件技術的發展始終快於軟件發展的原因。在軟件技術方麵，中間件和麵向對象技術在一定程度上正是類比硬件而發展起來的，然而還遠未成熟，至今在嵌入式係統軟件的開發中還沒有能真正地使用起來。