嵌入式系统软件开发技术研究范文

摘要：

嵌入式系统是当前工业生产控制领域的重要计算机应用技术。随着工业现代化水平的不断提升，嵌入式系统变得更加繁琐复杂、功能也更加丰富。文章围绕嵌入式系统软件开发相关问题进行探讨，详细阐述了嵌入式系统软件开发的几个重要阶段，对各个阶段涉及到的重要技术进行了介绍。

关键词：

嵌入式系统；软件开发；技术

引言

计算机技术一经问世，就成为加快推动人类社会生产活动高效开展的重要力量。在几十年的发展里程中，计算机相关技术都实现了巨大进步。伴随着工业现代化进程的不断深入，嵌入式系统获得了越来越多的关注。嵌入式系统是一种以软件和硬件相结合为特征的计算机系统。该种系统常用于工业大型机械化生产或者国防工业等领域，通过嵌入到某些专门设备中予以实现，故此得名嵌入式系统。在数十年的实际应用过程中，嵌入式系统屡经发展，不断创新改进，目前已经取得了许多项先进技术成果，为今后的相关领域开发工作指出了重要方向。

1微处理器技术的选择

微处理器技术是嵌入式系统的重要基本元素。伴随着加工制作技术的升级，微处理器从最初的4位、8位器件开始，发展到后面的集成式单片8位微处理器、16位微处理器。时至今日，16位微处理器已经成为微处理器应用的中间类型，占据着微处理器市场的最大份额，而更高端的领域则由32位架构的器件所占据。最开始的32位器件采用的是CISC架构，而后随着技术的发展，性能更加优异的RISC芯片则成为32位器件架构形式的主要选择。嵌入式系统开发人员可以根据项目实际需要，综合比较设备性能、服务、适用性以及成本等多个指标选择最适合的微处理器。

2系统架构的选择

架构是系统的基础组成，不仅关系到系统功能的实现，对于系统后续发展、优化也有着举足轻重的作用。微处理器的架构开始时仅仅是中央处理器和部分逻辑器件构成的简单形式。经过多年的发展，微处理器架构变得复杂、繁琐，但调试技术还是原来那些电路仿真、芯片级调试、ROM监控器以及指令集模拟等技术。随着嵌入式系统应用范围不断扩大和技术要求的不断提高，系统架构的重要性也在与日俱增，嵌入式系统开发人员必须要认真评估各类微处理器相关特性，选取合适的系统架构，这样才能保证开发出来的系统的健康水平。

3设计组成

嵌入式系统的软件开发工作包括硬件开发和软件开发两个部分。最开始的时候，软、硬件的开发工作基本上都由一名技术人员负责。而且在系统开发项目的全部工作中，软件开发所占据的比例较小，最大十分之一。随着技术的不断发展，嵌入式系统开发工作中软件设计所占据的比例越来越大。原有工作模式因而发生丢了改变。专业人员专门负责嵌入式系统软件开发的工作模式出现在上个实际80年代中期，同期软件开发的工作量占据嵌入式系统开发工作业务量的一半以上。近些年来，嵌入式系统发展得日渐成熟。软件、硬件方面都实现了巨大进步。系统开发业务量持续上涨。其中，软件开发的业务增长更为显著，已经达到嵌入式系统开发业务量的十分之七、八左右。巨大的工作量已经不是仅仅依靠一个开发人员就能完成的，必须依靠团队的力量。特别是随着系统开发工作的深入，一些新的技术措施、手段纷纷涌现，成为系统开发中不可或缺的重要环节。其中一个至关重要的就是用于软件开发后进行测试的硬件平台。由于软件开发业务量的高速增加，用来进行软件测试的硬件平台需求也就变得更加迫切。目前常用的方法有本地代码执行原型环境、指令集软仿真（模拟），或者是使用标准的、低成本的、现成的评估板等。而主机-目标机连接技术因为成本较低，故而推广速度很快，其中最为著名的就是JTAG接口。

4软件内容

尽管软件开发所耗费的时间越来越多，但市场对于软件的开发周期的要求却越来越短。为了适应市场需求，嵌入式系统软件开发企业不得不在开发策略上下功夫。早期嵌入式系统软件结构简单、功能单一，使用企业自行开发的应用代码即可实现。如今系统功能丰富，功能强大，结构复杂，软件开发企业必须依赖外部的力量。目前，软件开发企业往往根据项目需求，选择对应的多任务的模型，然后使用标准的、商用的实时操作系统辅助开发。这种做法，优点是开发效率高，缺点是不可避免的遇到知识产权的问题。在全社会都越来越重视知识产权的大形势下，嵌入式系统软件开发，必须考虑到知识产权因素的影响，这种影响，不仅仅停留在当前所开发的软件上，更对后续的相关软件开发、应用拓展有着巨大的影响。

5编程语言

编程语言是进行软件开发设计必不可少的工具。在微处理器刚刚出现，尚停留在4位、8位器件的阶段，开发人员只能选择汇编语言进行开发。当16位微处理器技术出现以后，软件编程语言的选择也变得丰富起来。使用较多的有Pascal、C语言、PL/M语言。而对于一些特别的系统，Forth语言更为适合。当32位微处理器应用日渐广泛以后，又开发出了C和ADA。其中，ADA主要应用于军事领域，在国防事业中大展身手。时至今日，C++已经逐步取代C语言成为嵌入式系统软件开发语言的主流，目前大约四分之一到三分之一的嵌入式系统是使用C++设计的。而本来专为嵌入式系统软件所开发出来的Java则在要求运行时重新配置的领域实现了更大的自身价值，统一建模语言（UML）也成为高级设计方法学的最流行选择。

6软件队伍的规模和分布

上文提过，最初的嵌入式软、硬件开发工作通常都由一名工程师予以兼任。经过多年的发展演化，软件开发工作变得专业化、系统化、精细化，形成了专门负责软件开发的技术业务人员。而以嵌入式系统软件开发为职责的团队则是今后发展的主要方向。IT行业软件开发项目管理工作责任重大、任务艰巨。嵌入式系统软件开发同样如此。其区别仅在于嵌入式系统软件开发使用过程语言，比如C语言和汇编语言进行编程。嵌入式系统软件开发是一项技术含量和系统化要求很高的工作。开发团队中的所有人都要对目标系统有着全面的清晰的了解，而在当前项目越来越大，工作人员越来越多的情况下，受各人业务能力水平等因素的影响，要保持所有人都同样深入的认知水平显然是不现实的。实际情况是团队中部分高端人才对于某个领域认识非常深入，相关业务能力很强，这些人是开发团队的主干，团队管理者必须科学、协调、高效使用这些人力资源，确保他们的业务成果可以被其它人员正确使用。而面向对象编程技术则是这种应用策略在技术层面的现实体现。

7结束语

我国正处于产业结构调整的重要时期，大规模的自动化生产成为工业生产的主流。嵌入式系统软件远景广阔，市场空间巨大。软件开发企业要牢牢把握这个机会，深入、扎实地研究嵌入式系统软件开发技术，吸收外部优势资源为我所用，设计出功能强大、适应广泛的优质软件产品，在实现企业自身的健康高速发展的同时，为我国经济建设提供有力支持与保障。

参考文献:

[1]张倪.嵌入式软件基础[M].北京：电子工业出版社，2010.

[2]王田苗.嵌入式系统设计与实例开发[M].北京：清华大学出版社，2010.

作者:卢燕 单位:江西电力职业技术学院