嵌入式產(chǎn)品設(shè)計(jì)大全11篇

緒論：寫作既是個(gè)人情感的抒發(fā)，也是對學(xué)術(shù)真理的探索，歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇嵌入式產(chǎn)品設(shè)計(jì)范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。

篇（1）

多年來我國住宅市場連續(xù)保持了供需兩旺的景象，為迎合開發(fā)商宣傳的需要，社會(huì)上自發(fā)產(chǎn)生了對住宅品質(zhì)各種不同名目的評價(jià)與認(rèn)定。然而在房地產(chǎn)市場競爭日趨激烈、房地產(chǎn)市場漸入理性發(fā)展的今天，其可信度大打折扣。幾乎所有負(fù)責(zé)任的開發(fā)商都迫切需要一種具有公信力的評價(jià)機(jī)制，對其開發(fā)的住宅項(xiàng)目做出客觀公正的評價(jià)。住宅性能評定就是由政府部門建立起的一個(gè)針對住宅性能的科學(xué)、公正、公平的具有公信力的第三方評價(jià)機(jī)制，借用專家的學(xué)識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，使消費(fèi)者對住宅的性能狀況心中有數(shù)。

一、什么是3A產(chǎn)品   現(xiàn)行住宅性能認(rèn)定以2005年建設(shè)部的住宅性能評定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、使用等方面，將住宅性能劃分成5個(gè)方面，即適用性能、環(huán)境性能、經(jīng)濟(jì)性能、安全性能、耐久性能。通過5個(gè)方面的綜合評定，體現(xiàn)住宅的整體性能，以保障消費(fèi)者的居住質(zhì)量。住宅性能按照評定得分劃分為A、B兩個(gè)級(jí)別，其中A級(jí)住宅是執(zhí)行了國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)且性能好的住宅；B級(jí)住宅是執(zhí)行了國家現(xiàn)行強(qiáng)制性但性能達(dá)不到A級(jí)的住宅；A級(jí)住宅又按得分由低到高細(xì)分為1A、2A、3A三等。3A級(jí)產(chǎn)品是住宅性能評定中最高級(jí)別的產(chǎn)品。

二、國內(nèi)房地產(chǎn)業(yè)3A產(chǎn)品現(xiàn)狀  住宅性能評定反映了住宅的綜合性能，體現(xiàn)了節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材等產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策，全國許多負(fù)責(zé)任的開發(fā)企業(yè)勇于承擔(dān)建設(shè)節(jié)能省地環(huán)保型住宅的歷史使命，紛紛參加住宅性能A級(jí)認(rèn)定，截止2008年8月底，全國已有410個(gè)小區(qū)、一萬余幢住宅樓通過了性能認(rèn)定預(yù)審；147個(gè)小區(qū)，4310棟住宅樓通過住宅性能認(rèn) 定終審，其中14個(gè)小區(qū)通過了3A級(jí)住宅終審。

三、3A產(chǎn)品的評分標(biāo)準(zhǔn)、申報(bào)及評定  住宅性能評定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)采用指標(biāo)量化法對住宅的進(jìn)行性能評定，共設(shè)五大性能268項(xiàng)指標(biāo)：適用性能和環(huán)境性能滿分為250分；經(jīng)濟(jì)性能和安全性能滿分為200分；耐久性能滿分100分，總計(jì)1000分。其中達(dá)到3A級(jí)住宅指標(biāo)得分要求如下：含有的18個(gè)子項(xiàng)全部得分，且適用性能和環(huán)境性能得分等于或高于150分，經(jīng)濟(jì)性能和安全性能得分等于或高于120分，耐久性能得分等于或高于60分，總分850分以上，且滿足所有6項(xiàng)含有的子項(xiàng)。

住宅性能認(rèn)定的申報(bào)條件： (1)房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)經(jīng)資質(zhì)審查合格，有資質(zhì)審批部門頒發(fā)的資質(zhì)等級(jí)證書；(2)住宅的開發(fā)建設(shè)符合國家的法律法規(guī)和技術(shù)、經(jīng)濟(jì)政策，以及房地產(chǎn)開發(fā)建設(shè)程序的規(guī)定。

申報(bào)及認(rèn)定流程：(1)項(xiàng)目立項(xiàng)后，填寫申請表，進(jìn)行申報(bào)；(2)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案完成后，向評定機(jī)構(gòu)申請?jiān)O(shè)計(jì)審查；(3)設(shè)計(jì)審查通過后，頒發(fā)通過設(shè)計(jì)審查的證書和文件，評定機(jī)構(gòu)進(jìn)行全面跟蹤；(4)主體竣工后，組織專家組進(jìn)行中期檢查； (5)竣工驗(yàn)收后，組織專家組進(jìn)行終期檢查； (6)終審?fù)ㄟ^后，頒發(fā)證書，公告。

住宅性能的評定方法：住宅性能終審一般由2組專家同時(shí)進(jìn)行，其中一組負(fù)責(zé)評審適用性能和環(huán)境性能，另一組負(fù)責(zé)評審經(jīng)濟(jì)性能、安全性能和耐久性能，每組專家3-4人。專家組通過聽取匯報(bào)、查閱設(shè)計(jì)文件和檢測報(bào)告、現(xiàn)場檢查等程序，對照住宅性能評定標(biāo)準(zhǔn)分別打分。

四、項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)階段針對3A產(chǎn)品的工作重點(diǎn)    在規(guī)劃階段和施工圖設(shè)計(jì)階段根據(jù)住宅性能評定的五大性能標(biāo)準(zhǔn)提出規(guī)劃設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)條件，使3A標(biāo)準(zhǔn)融入規(guī)劃設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)階段。既可避免產(chǎn)生先天性的缺欠，又能使一些3A指標(biāo)得以細(xì)化和明確，從而保證項(xiàng)目實(shí)施3A標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。下面分別從適用性能、環(huán)境性能、經(jīng)濟(jì)性能、安全性能、耐久性能五個(gè)方面說明在規(guī)劃和施工圖設(shè)計(jì)階段的工作重點(diǎn)。

（一）住宅適用性能  住宅適用性包含了住宅建筑功能空間的構(gòu)成、尺度、數(shù)量、日照、通風(fēng)及視線、聲環(huán)境等性能和居住設(shè)備、設(shè)施要求，包括單元平面、住宅套型、建筑裝修、隔聲性能、設(shè)施設(shè)備和無障礙設(shè)施6個(gè)評定項(xiàng)目。單元平面各功能空間尺寸、電梯樓梯設(shè)置、日照通風(fēng)、采光和視線均要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；住宅套型設(shè)計(jì)要做到房間齊備，交通順暢，布局合理，動(dòng)靜區(qū)分，使用功能不同的房間緊湊協(xié)調(diào)，房間直接采光，并保證日照，通風(fēng)的要求；無障礙設(shè)計(jì)中要滿足到戶內(nèi)、住區(qū)道路、入口、公共衛(wèi)生間的無障礙要求；以上是規(guī)劃設(shè)計(jì)階段應(yīng)考慮的重點(diǎn)，應(yīng)對照標(biāo)準(zhǔn)要求逐條落實(shí)。否則會(huì)產(chǎn)生先天的缺欠。

（二）住宅環(huán)境性能  環(huán)境性能評定包括用地與規(guī)劃、建筑造型、綠地與活動(dòng)場地、室外噪聲與空氣污染、水體與排水系統(tǒng)、公共服務(wù)設(shè)施和智能化系統(tǒng)7個(gè)評定項(xiàng)目。因地制宜、合理利用原有地形地貌；住棟布置滿足日照通風(fēng)要求、建筑密度控制適當(dāng)；道路架構(gòu)清晰、出入口設(shè)置；綠地設(shè)置；公共配套服務(wù)設(shè)施配置等在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段應(yīng)重點(diǎn)考慮。3A住宅要求的機(jī)動(dòng)車停車率≥1是硬性指標(biāo)，在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段應(yīng)根據(jù)總戶數(shù)設(shè)計(jì)足夠的停車位。

建筑造型、公共服務(wù)設(shè)施、垃圾存放與處理設(shè)施及智能化系統(tǒng)在施工圖設(shè)計(jì)階段應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行重點(diǎn)深化。

（三）住宅經(jīng)濟(jì)性能 經(jīng)濟(jì)性能評定包括節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材4個(gè)評定項(xiàng)目。住宅建筑以南北朝向?yàn)橹?；體型系數(shù)、窗墻比、地下空間的利用均要在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段整體設(shè)計(jì)。施工圖設(shè)計(jì)階段對建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)如墻體的構(gòu)造、屋面的構(gòu)造、外窗外門的傳熱系數(shù)要求、采暖照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備選型、中水雨水利用要進(jìn)行重點(diǎn)深化。

（四）住宅安全性能 安全性能評定包括結(jié)構(gòu)安全、建筑防火、燃?xì)饧半姎庠O(shè)備安全、日常防范措施和室內(nèi)污染控制5個(gè)評定項(xiàng)目。耐火等級(jí)、消防道路、疏散口數(shù)量、疏散樓梯設(shè)置在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段應(yīng)明確，并要滿足指標(biāo)要求。地基基礎(chǔ)、荷載等級(jí)、抗震設(shè)防、消防設(shè)施的設(shè)置、欄桿的設(shè)置應(yīng)在施工圖設(shè)計(jì)中按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行深化。

（五）住宅耐久性能 耐久性能評定包括結(jié)構(gòu)工程、裝修工程、防水防潮工程、管線設(shè)備和門窗6個(gè)評定項(xiàng)目。在耐久性能方面沒有在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段需要明確的指標(biāo)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、裝修設(shè)計(jì)、防水設(shè)計(jì)、管線設(shè)計(jì)、設(shè)備門窗設(shè)計(jì)選型的使用年限和耐久性指標(biāo)要求在施工圖設(shè)計(jì)階段應(yīng)在施工圖中明確。

五、項(xiàng)目室外環(huán)境景觀結(jié)合3A產(chǎn)品應(yīng)做的設(shè)計(jì)工作 項(xiàng)目室外環(huán)境景觀按3A標(biāo)準(zhǔn)要求涉及到住宅使用性能、環(huán)境性能、經(jīng)濟(jì)性能三個(gè)方面，五個(gè)評定項(xiàng)目，28個(gè)檢查指標(biāo)。針對這些項(xiàng)目指標(biāo)，在景觀硬景、軟景設(shè)計(jì)前對設(shè)計(jì)單位提出要求，使其在設(shè)計(jì)中充分體現(xiàn)，確保設(shè)計(jì)圖紙滿足3A指標(biāo)要求。為落實(shí)指標(biāo)要求，對單元公共入口、小區(qū)道路、室外景觀等要求進(jìn)行無障礙設(shè)計(jì)；要求住區(qū)內(nèi)道路交通順暢、路面鋪裝選材合理、綠地率≥35%并提出要充分利用散地、停車位、墻面等進(jìn)行綠化；在綠化植物方面：花卉、木本植物種類數(shù)量、喬木量均有指標(biāo)要求；在室外活動(dòng)場地方面：分別設(shè)置老人、兒童活動(dòng)場地、設(shè)置健身場地、設(shè)置兒童戲水池等。以上方面是園林景觀設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮的內(nèi)容。

篇（2）

1 嵌入式軟件開發(fā)的特點(diǎn)

嵌入式軟件的開發(fā)具有如下幾方面的特點(diǎn)：

1）需要交叉開發(fā)工具和環(huán)境。由于嵌入式軟件本身不具備自主開發(fā)能力，即使設(shè)計(jì)完成以后用戶通常也不能對其中的程序功能進(jìn)行修改，因此必須有一套開發(fā)工具和環(huán)境才能進(jìn)行開發(fā)。這些工具和環(huán)境一般基于通用計(jì)算機(jī)上的軟硬件設(shè)備以及各種邏輯分析儀、混合信號(hào)示波器等。開發(fā)時(shí)往往有主機(jī)和目標(biāo)機(jī)交叉開發(fā)的概念，主機(jī)用于程序的開發(fā)、調(diào)試，目標(biāo)機(jī)作為最后的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。開發(fā)時(shí)主機(jī)和目標(biāo)機(jī)需要交替結(jié)合進(jìn)行。

2）軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)。軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)涉及以下方面：嵌入式軟件設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)硬件與軟件的協(xié)同性與整合性、軟件與硬件的可裁減，以滿足系統(tǒng)對功能、成本、體積和功耗等要求。

3）嵌入式軟件開發(fā)人員以應(yīng)用專家為主。通用計(jì)算機(jī)的開發(fā)人員一般是計(jì)算機(jī)科學(xué)或計(jì)算機(jī)工程方面的專業(yè)人士，而嵌入式軟件則是要和各個(gè)不同行業(yè)的應(yīng)用相結(jié)合的，要求更多的計(jì)算機(jī)以外的專業(yè)知識(shí)，其開發(fā)人員往往是各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的專家。

4）軟件要求固態(tài)化存儲(chǔ)。為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲(chǔ)器芯片或單片機(jī)本身中，而不是存儲(chǔ)于磁盤等載體中。

5）軟件代碼高質(zhì)量、高可靠性。盡管半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展使處理器速度不斷提高，片上存儲(chǔ)器容量不斷增加，但在大多數(shù)應(yīng)用中，存儲(chǔ)空間仍然是寶貴的，還存在實(shí)時(shí)性的要求。為此要求程序編寫和編譯工具的質(zhì)量要高，以減少程序二進(jìn)制代碼長度，提高執(zhí)行速度。嵌入式軟件的核心是系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，由于存儲(chǔ)空間有限，因而要求軟件代碼緊湊、可靠，大多對實(shí)時(shí)性有嚴(yán)格要求。

6）系統(tǒng)軟件的高實(shí)時(shí)性。在多任務(wù)嵌入式軟件中，對重要性各不相同的任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)籌兼顧和合理調(diào)度是保證每個(gè)任務(wù)及時(shí)執(zhí)行的關(guān)鍵，單純通過提高處理器速度是無法完成和沒有效率的，這種任務(wù)調(diào)度只能由優(yōu)化編寫的系統(tǒng)軟件來完成，因此系統(tǒng)軟件的高實(shí)時(shí)性是基本要求。嵌入式軟件應(yīng)用程序雖然可以沒有操作系統(tǒng)直接在芯片上運(yùn)行，但是為了合理地調(diào)度多任務(wù)，利用系統(tǒng)資源，系統(tǒng)一般以成熟的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)作為開發(fā)平臺(tái)，這樣才能保證程序執(zhí)行的實(shí)時(shí)性、可靠性，并減少開發(fā)時(shí)間，保障軟件質(zhì)量。

2 軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)概念

嵌入式軟件設(shè)計(jì)是使用一組物理硬件和軟件來完成所需功能的過程。系統(tǒng)是指任何由硬件、軟件或者兩者的結(jié)合來構(gòu)成的功能設(shè)備。由于嵌入式軟件是一個(gè)專用系統(tǒng)，所以在嵌入式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)是緊密結(jié)合、相互協(xié)調(diào)的。這就產(chǎn)生了一種全新的發(fā)展中的設(shè)計(jì)理論——軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)。這種方法的特點(diǎn)是，在設(shè)計(jì)時(shí)從系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)角度考慮，把實(shí)現(xiàn)時(shí)的軟硬件同時(shí)考慮進(jìn)去，硬件設(shè)計(jì)包括芯片級(jí)“功能定制”設(shè)計(jì)。既可最大限度地利用有效資源，縮短開發(fā)周期，又能取得更好的設(shè)計(jì)效果。

系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計(jì)的整個(gè)流程從確定系統(tǒng)要求開始，包含系統(tǒng)要求的功能、性能、功耗、成本、可靠性和開發(fā)時(shí)間等。這些要求形成了由項(xiàng)目開發(fā)小組和市場專家共同制定的初步說明文檔。系統(tǒng)設(shè)計(jì)首先確定所需的功能。復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)最常用的方法是將整個(gè)系統(tǒng)劃分為較簡單的子系統(tǒng)及這些子系統(tǒng)的模塊組合，然后以一種選定的語言對各個(gè)對象子系統(tǒng)加以描述，產(chǎn)生設(shè)計(jì)說明文檔。其次，是把系統(tǒng)功能轉(zhuǎn)換成組織結(jié)構(gòu)，將抽象的功能描述模型轉(zhuǎn)換成組織結(jié)構(gòu)模型。由于針對一個(gè)系統(tǒng)可建立多種模型，因此應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的仿真和先前的經(jīng)驗(yàn)米選擇模型。

3 嵌入式軟件開發(fā)的方法論

在建立一個(gè)完整的嵌入式軟件或是產(chǎn)品時(shí)，大部分系統(tǒng)都很復(fù)雜，不但功能規(guī)格很多，還必須考慮例如價(jià)格、性能等其他因素，否則很容易做出一個(gè)失敗的系統(tǒng)或是產(chǎn)品。因此，在進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)之前，必須先了解一些系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，使得在開發(fā)過程中更為順利。一般來說，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程會(huì)經(jīng)歷幾個(gè)步驟，為了確保這些步驟的合理性，我們需要一個(gè)設(shè)計(jì)方法論來面對整個(gè)設(shè)計(jì)過程。采用方法論有以下三個(gè)重要理由。

確認(rèn)所做的每一件事情都是必須要做的，不做無謂的工作，也不漏掉關(guān)鍵性的重要工作，其中包含性能最佳化或是功能測試。

根據(jù)設(shè)計(jì)方法論可以發(fā)展出計(jì)算機(jī)輔助工具或是設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)累積，汲取每一次產(chǎn)品開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)。再經(jīng)過量化之后，可以發(fā)展出一套工具或是方法，讓往后的產(chǎn)品設(shè)計(jì)步入自動(dòng)化。

開發(fā)團(tuán)隊(duì)遵循同一套方法論，可以讓團(tuán)隊(duì)成員更容易彼此溝通。每個(gè)人都能在短時(shí)間內(nèi)了解整體過程中將經(jīng)歷哪些過程，需要何種支持與接收到何種結(jié)果。此外，也容易通過一套已經(jīng)定義好的方法論，彼此相互合作協(xié)調(diào)。設(shè)計(jì)過程的目標(biāo)是做出有一定用途且具有創(chuàng)新點(diǎn)的產(chǎn)品。產(chǎn)品的典型規(guī)格包含功能性、制造成本、性能表現(xiàn)、省電考慮和其他特性。

篇（3）

1嵌入式軟件開發(fā)的特點(diǎn)

 

嵌入式軟件的開發(fā)具有如下幾方面的特點(diǎn)：

 

1)需要交叉開發(fā)工具和環(huán)境。由于嵌入式軟件本身不具備自主開發(fā)能力，即使設(shè)計(jì)完成以后用戶通常也不能對其中的程序功能進(jìn)行修改，因此必須有一套開發(fā)工具和環(huán)境才能進(jìn)行開發(fā)。這些工具和環(huán)境一般基于通用計(jì)算機(jī)上的軟硬件設(shè)備以及各種邏輯分析儀、混合信號(hào)示波器等。開發(fā)時(shí)往往有主機(jī)和目標(biāo)機(jī)交叉開發(fā)的概念，主機(jī)用于程序的開發(fā)、調(diào)試，目標(biāo)機(jī)作為最后的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。開發(fā)時(shí)主機(jī)和目標(biāo)機(jī)需要交替結(jié)合進(jìn)行。

 

2)軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)。軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)涉及以下方面：嵌入式軟件設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)硬件與軟件的協(xié)同性與整合性、軟件與硬件的可裁減，以滿足系統(tǒng)對功能、成本、體積和功耗等要求。

 

3)嵌入式軟件開發(fā)人員以應(yīng)用專家為主。通用計(jì)算機(jī)的開發(fā)人員一般是計(jì)算機(jī)科學(xué)或計(jì)算機(jī)工程方面的專業(yè)人士，而嵌入式軟件則是要和各個(gè)不同行業(yè)的應(yīng)用相結(jié)合的，要求更多的計(jì)算機(jī)以外的專業(yè)知識(shí)，其開發(fā)人員往往是各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的專家。

 

4)軟件要求固態(tài)化存儲(chǔ)。為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲(chǔ)器芯片或單片機(jī)本身中，而不是存儲(chǔ)于磁盤等載體中。

 

5)軟件代碼高質(zhì)量、高可靠性。盡管半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展使處理器速度不斷提高，片上存儲(chǔ)器容量不斷増加，但在大多數(shù)應(yīng)用中，存儲(chǔ)空間仍然是寶貴的，還存在實(shí)時(shí)性的要求。為此要求程序編寫和編譯工具的質(zhì)量要高，以減少程序二進(jìn)制代碼長度，提高執(zhí)行速度。嵌入式軟件的核心是系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，由于存儲(chǔ)空間有限，因而要求軟件代碼緊湊、可靠，大多對實(shí)時(shí)性有嚴(yán)格要求。

 

6)系統(tǒng)軟件的高實(shí)時(shí)性。在多任務(wù)嵌入式軟件中，對重要性各不相同的任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)籌兼顧和合理調(diào)度是保證每個(gè)任務(wù)及時(shí)執(zhí)行的關(guān)鍵，單純通過提高處理器速度是無法完成和沒有效率的，這種任務(wù)調(diào)度只能由優(yōu)化編寫的系統(tǒng)軟件來完成，因此系統(tǒng)軟件的高實(shí)時(shí)性是基本要求。嵌入式軟件應(yīng)用程序雖然可以沒有操作系統(tǒng)直接在芯片上運(yùn)行，但是為了合理地調(diào)度多任務(wù)，利用系統(tǒng)資源，系統(tǒng)一般以成熟的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)作為開發(fā)平臺(tái)，這樣才能保證程序執(zhí)行的實(shí)時(shí)性、可靠性，并減少開發(fā)時(shí)間，保障軟件質(zhì)量。

 

2軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)概念

 

嵌入式軟件設(shè)計(jì)是使用一組物理硬件和軟件來完成所需功能的過程。系統(tǒng)是指任何由硬件、軟件或者兩者的結(jié)合來構(gòu)成的功能設(shè)備。由于嵌入式軟件是一個(gè)專用系統(tǒng)，所以在嵌入式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)是緊密結(jié)合、相互協(xié)調(diào)的。這就產(chǎn)生了一種全新的發(fā)展中的設(shè)計(jì)理論一一軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)。這種方法的特點(diǎn)是，在設(shè)計(jì)時(shí)從系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)角度考慮，把實(shí)現(xiàn)時(shí)的軟硬件同時(shí)考慮進(jìn)去，硬件設(shè)計(jì)包括芯片級(jí)“功能定制”設(shè)計(jì)。既可最大限度地利用有效資源，縮短開發(fā)周期，又能取得更好的設(shè)計(jì)效果。

 

系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計(jì)的整個(gè)流程從確定系統(tǒng)要求開始，包含系統(tǒng)要求的功能、性能、功耗、成本、可靠性和開發(fā)時(shí)間等。這些要求形成了由項(xiàng)目開發(fā)小組和市場專家共同制定的初步說明文檔。系統(tǒng)設(shè)計(jì)首先確定所需的功能。復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)最常用的方法是將整個(gè)系統(tǒng)劃分為較簡單的子系統(tǒng)及這些子系統(tǒng)的模塊組合，然后以一種選定的語言對各個(gè)對象子系統(tǒng)加以描述，產(chǎn)生設(shè)計(jì)說明文檔。其次，是把系統(tǒng)功能轉(zhuǎn)換成組織結(jié)構(gòu)，將抽象的功能描述模型轉(zhuǎn)換成組織結(jié)構(gòu)模型。由于針對一個(gè)系統(tǒng)可建立多種模型，因此應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的仿真和先前的經(jīng)驗(yàn)米選擇模型。

 

3嵌入式軟件開發(fā)的方法論

 

在建立一個(gè)完整的嵌入式軟件或是產(chǎn)品時(shí)，大部分系統(tǒng)都很復(fù)雜，不但功能規(guī)格很多，還必須考慮例如價(jià)格、性能等其他因素，否則很容易做出一個(gè)失敗的系統(tǒng)或是產(chǎn)品。因此，在進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)之前，必須先了解一些系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，使得在開發(fā)過程中更為順利。一般來說，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程會(huì)經(jīng)歷幾個(gè)步驟，為了確保這些步驟的合理性，我們需要一個(gè)設(shè)計(jì)方法論來面對整個(gè)設(shè)計(jì)過程。采用方法論有以下三個(gè)重要理由。

 

確認(rèn)所做的每一件事情都是必須要做的，不做無謂的工作，也不漏掉關(guān)鍵性的重要工作，其中包含性能最佳化或是功能測試。

 

根據(jù)設(shè)計(jì)方法論可以發(fā)展出計(jì)算機(jī)輔助工具或是設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)累積，汲取每一次產(chǎn)品開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)。再經(jīng)過量化之后，可以發(fā)展出一套工具或是方法，讓往后的產(chǎn)品設(shè)計(jì)步入自動(dòng)化。

 

開發(fā)團(tuán)隊(duì)遵循同一套方法論，可以讓團(tuán)隊(duì)成員更容易彼此溝通。每個(gè)人都能在短時(shí)間內(nèi)了解整體過程中將經(jīng)歷哪些過程，需要何種支持與接收到何種結(jié)果。此外，也容易通過一套已經(jīng)定義好的方法論，彼此相互合作協(xié)調(diào)。設(shè)計(jì)過程的目標(biāo)是做出有一定用途且具有創(chuàng)新點(diǎn)的產(chǎn)品。產(chǎn)品的典型規(guī)格包含功能性、制造成本、性能表現(xiàn)、省電考慮和其他特性。

 

4結(jié)束語

篇（4）

硬件系統(tǒng)功能會(huì)越來越強(qiáng)大，許多軟件的功能會(huì)用硬件來實(shí)現(xiàn)，“軟件硬化”發(fā)展趨勢越來越快。整機(jī)的體積和功耗越來越小，越來越符合綠色環(huán)保的要求，同時(shí)產(chǎn)品的價(jià)格會(huì)越來越低，因此，對IC的功能、耗電以及成本的要求會(huì)越來越刻薄。

不論是IC還是軟件開發(fā)平臺(tái)，功能將越來越強(qiáng)，而價(jià)格卻越來越低。使用的界面越來越友好，體積卻越來越小，攜帶越來越方便，會(huì)使用的人也越來越多。

需要越來越多的精通軟、硬件的復(fù)合型高級(jí)人才。因嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)完全不同于PC機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)工作。在PC機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)工作中，硬件幾乎不需要開發(fā)者來設(shè)計(jì)，廠家已設(shè)計(jì)好了。你只要設(shè)計(jì)軟件就行了。而且，軟件目標(biāo)碼的大小對硬件的成本幾乎沒有影響。在嵌入式系統(tǒng)中就不同了，軟件的算法和大小對產(chǎn)品成本有著極大的影響。因此，產(chǎn)品設(shè)計(jì)主管必須具有較強(qiáng)的軟硬件知識(shí)，是軟硬件復(fù)合型人才，才能很好地完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)出極具市場競爭力的產(chǎn)品來。

軟件硬化趨勢加快

這里重談一下軟件硬化的看法。國際上嵌入式軟件技術(shù)發(fā)展的趨勢是：隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，IC的設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái)使用越來越簡單，價(jià)格越來越低，以及制造工藝的進(jìn)步，致使IC生產(chǎn)成本也越來越低了。許多過去只能以軟件實(shí)現(xiàn)的功能，現(xiàn)在完全可以用硬件來實(shí)現(xiàn)了。并且，有時(shí)用硬件來實(shí)現(xiàn)的成本甚至比用軟件方式來的還要便宜。

因此，軟件工程師也可以來設(shè)計(jì)IC了，這都是過去不可想象的事。我們軟件工程師一定要有從設(shè)計(jì)軟件轉(zhuǎn)變到硬件設(shè)計(jì)的心理準(zhǔn)備。因?yàn)椋@是嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的趨勢，只有這樣我們才能趕上嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的時(shí)代脈搏。

而我們現(xiàn)在軟件發(fā)展的方向基本上走的還是“硬件軟化”的道路，即所有的功能盡量用軟件來實(shí)現(xiàn)。如MP3、MP4、MPEG2、MPEG4等等的功能盡量用軟件來實(shí)現(xiàn)。其優(yōu)勢是通用性好，產(chǎn)品升級(jí)容易。但它只適合小批量即專用型或?qū)r(jià)格不敏感的產(chǎn)品使用。但對大批量即普及型或?qū)r(jià)格敏感的產(chǎn)品就不太適用了。更不能設(shè)計(jì)生產(chǎn)出具有市場競爭力的產(chǎn)品了。因“硬件軟化”帶來的不足是攤到每個(gè)產(chǎn)品上的成本較高、功耗大、接受靈敏度低、穩(wěn)定性不高、內(nèi)存容量需求大、有程序跑飛等等的問題。

另外，這種軟件的發(fā)展方式帶來的最大問題就是我們整個(gè)嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展永遠(yuǎn)只能跟在別人的后面跑，而不能超越別人。因按這種模式發(fā)展，IC設(shè)計(jì)的核心技術(shù)永遠(yuǎn)掌握在他人的手中。因此，我們應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，及早地調(diào)整我們的發(fā)展思路，培養(yǎng)出自己的精通軟硬件設(shè)計(jì)的復(fù)合型高級(jí)軟件人才。只有這樣，我們才有可能在嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展上趕超世界先進(jìn)水平。

硬件門檻降低

隨著IC開發(fā)平臺(tái)的極大進(jìn)步，電路設(shè)計(jì)工程師和軟件工程師也能夠設(shè)計(jì)自己的IC了，并且技術(shù)水平越來越成熟了。過去許多要靠軟件才能實(shí)現(xiàn)的功能都能由硬件或軟件工程師用硬件來設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了。而且，他們將逐步成為IC設(shè)計(jì)的主力軍。這在以前是不可想象的，當(dāng)時(shí)IC設(shè)計(jì)只能是半導(dǎo)體工程師的專利。

篇（5）

在即將到來的第四階段，會(huì)有越來越多的設(shè)備加入到互聯(lián)網(wǎng)，比如車載娛樂系統(tǒng)，遠(yuǎn)程醫(yī)療，數(shù)字標(biāo)牌和網(wǎng)絡(luò)攝像頭等，嵌入式設(shè)備及其應(yīng)用將真正讓互聯(lián)網(wǎng)無處不在，人們不論是在工作、娛樂、學(xué)習(xí)甚至休息的時(shí)候，都能隨時(shí)與互聯(lián)網(wǎng)保持連接。嵌入式系統(tǒng)是家庭信息網(wǎng)絡(luò)、IT融合的重要技術(shù)基礎(chǔ)。

嵌入式設(shè)備雖然不能夠非常絕對地做一個(gè)界定，但可以簡單理解為功能相對固定的應(yīng)用設(shè)備，或者說，嵌入式設(shè)備就是一個(gè)不想成為電腦的“電腦”。例如超市中的POS機(jī)，馬路邊新設(shè)立的視頻大幅廣告牌，娛樂場所里的游戲機(jī)，機(jī)場里的電子信息牌等等。與個(gè)人電腦的不同是，嵌入式設(shè)備需要把有限的計(jì)算能力用在一個(gè)主要應(yīng)用中，應(yīng)用功能方面被限制在特定領(lǐng)域，但它的硬件很可能用的就是英特爾奔騰或者酷睿處理器。

微處理器引入到嵌入式領(lǐng)域是一個(gè)革新式的事件，并且提供了靈活性和可遷移性。這樣，微處理器和計(jì)算平臺(tái)將會(huì)與通訊能力進(jìn)一步整合，人們就可以創(chuàng)造出更多的使用模式和設(shè)備。談到嵌入式處理器產(chǎn)品的創(chuàng)新和應(yīng)用，大家可能會(huì)立刻想到凌動(dòng)(Atom)處理器。這款英特爾史上體積最小、功率雖低的處理器能為最終產(chǎn)品帶來性能、功耗、外形尺寸和成本等各方面的優(yōu)勢，一進(jìn)入市場就非常受歡迎。經(jīng)過持續(xù)的技術(shù)更新和市場推廣，迄今它已融入到2000多款嵌入式產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。通過“凌動(dòng)”這樣為多種應(yīng)用而生的嵌入式處理器平臺(tái)，原本基于個(gè)人電腦的眾多應(yīng)用就可以便捷地遷移到各類消費(fèi)電子平臺(tái)上，讓未來人們生活中的電子設(shè)備變得更加智能。

篇（6）

居住地：廣州

電　話：158******（手機(jī)）

E-mail：

最近工作[1年8個(gè)月]

公　司：XX計(jì)算機(jī)有限公司

行　業(yè)：計(jì)算機(jī)軟件

職　位：嵌入式軟件開發(fā)

最高學(xué)歷

學(xué)　歷：本科

專　業(yè)：軟件工程

學(xué)　校：上海工程技術(shù)大學(xué)

自我評價(jià)

本人多年嵌入式軟件領(lǐng)域開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，英語流利。很強(qiáng)的軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)能力、嚴(yán)密的邏輯思維能力、快速分析解決問題的能力。熟悉多種軟件技術(shù)和業(yè)務(wù)，有項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)，有強(qiáng)的分析問題和解決問題的能力，勇于面對壓力和挑戰(zhàn)，并善于溝通。自信而樂觀，敢于迎接挑戰(zhàn)，具有團(tuán)隊(duì)精神。

求職意向

到崗時(shí)間：一個(gè)月之內(nèi)

工作性質(zhì)：全職

希望行業(yè)：計(jì)算機(jī)軟件

目標(biāo)地點(diǎn)：廣州

期望月薪：面議/月

目標(biāo)職能：嵌入式軟件開發(fā)

工作經(jīng)驗(yàn)

2013/7—至今：XX計(jì)算機(jī)有限公司[1年8個(gè)月]

所屬行業(yè)： 計(jì)算機(jī)軟件

開發(fā)部 嵌入式軟件開發(fā)

1、 負(fù)責(zé)基于嵌入式Linux 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安防產(chǎn)品的開發(fā)和管理;

2、 負(fù)責(zé)項(xiàng)目初期開發(fā)計(jì)劃的制定，風(fēng)險(xiǎn)管理和開發(fā)人員的分配;

3、 負(fù)責(zé)根據(jù)開發(fā)式樣編寫代碼，修正QA提出的問題點(diǎn);

4、 負(fù)責(zé)項(xiàng)目后期開發(fā)完成報(bào)告總結(jié);

5、 負(fù)責(zé)量產(chǎn)用程序變更履歷管理，生產(chǎn)和市場問題分析和解決。

2012/6—2013/6：XX網(wǎng)絡(luò)有限公司[1年]

所屬行業(yè)： 通信/電信/網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

開發(fā)部 嵌入式軟件開發(fā)

1、 負(fù)責(zé)無線通訊產(chǎn)品嵌入式軟件開發(fā)工作;

2、 負(fù)責(zé)產(chǎn)品測試性能需求分析和產(chǎn)品定義;

3、 負(fù)責(zé)分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)文檔和各種硬體接口文檔;

4、 負(fù)責(zé)模塊接口定義和接口應(yīng)用文檔編寫;

5、 負(fù)責(zé)代碼編寫和單元測試，使用頻譜進(jìn)行指標(biāo)測試;

6、 負(fù)責(zé)代碼集成測試和代碼除錯(cuò);

7、 負(fù)責(zé)代碼管理和代碼。

教育經(jīng)歷

2008/9—2012/6 上海工程技術(shù)大學(xué) 軟件工程本科

證書

2010/6 大學(xué)英語六級(jí)

篇（7）

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）24-0101-02

隨著現(xiàn)代電子制造水平和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為汽車電子、家電控制和消費(fèi)類電子等產(chǎn)品的重要組成部分，由于其硬件部分體積小、價(jià)格便宜、集成度高，并且軟硬件都可以進(jìn)行“按需定制”可裁剪，嵌入式系統(tǒng)有著十分廣闊的發(fā)展前景。

同時(shí)嵌入式系統(tǒng)中的無線通信技術(shù)、傳感器技術(shù)和自動(dòng)化系統(tǒng)控制技術(shù)的日益成熟，把傳感器得到的各種數(shù)據(jù)，通過互聯(lián)網(wǎng)的手段傳輸出去，使得世界的聯(lián)系從人與人的聯(lián)系，逐步轉(zhuǎn)變成物與人的聯(lián)系，物與物的聯(lián)系；使得現(xiàn)實(shí)世界與信息網(wǎng)絡(luò)更加的緊密結(jié)合。通過物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的開發(fā)，更好的促進(jìn)嵌入式系統(tǒng)作為物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的載體的教學(xué)和改革工作。

1嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的現(xiàn)狀

關(guān)于嵌入式系統(tǒng)教學(xué)過程中的課程定位、相關(guān)先導(dǎo)課程與基礎(chǔ)知識(shí)的準(zhǔn)備、教學(xué)內(nèi)容（包括硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)）的選擇、實(shí)踐教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)組織等問題，在目前，仍然存在爭論和探索。本環(huán)節(jié)就以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：

1）嵌入式系統(tǒng)的課程定位

由于各個(gè)院校對于嵌入式系統(tǒng)的課程定位的不同，不同的院校對于本課程的應(yīng)用方向也不同。有的院校更加側(cè)重于底層硬件和系統(tǒng)文件的裁剪，偏向于基于單片機(jī)的應(yīng)用；有的院校更加側(cè)重于嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用，偏向于軟件開發(fā)與調(diào)試。

2）嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的先導(dǎo)課程

基于上述不同院校之間課程定位的不同，嵌入式系統(tǒng)課程的先導(dǎo)課程也有所不同，針對偏硬件設(shè)計(jì)方向的，硬件電路設(shè)計(jì)作為重點(diǎn)。針對偏軟件設(shè)計(jì)方向的，則是把程序設(shè)計(jì)語言作為重點(diǎn)。

3）嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的學(xué)時(shí)分配

不同院校的不同專業(yè)對于嵌入式系統(tǒng)課程的要求不同，有的專業(yè)是作為專業(yè)核心類課程，有的專業(yè)是作為專業(yè)通識(shí)類課程，有的專業(yè)是作為專業(yè)選修類課程。因此，對于嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的學(xué)時(shí)，有著很大的不同。

4）嵌入式系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容的選擇

嵌入式系統(tǒng)課程由于對前期課程的要求較高，同時(shí)現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容中，理論偏多，各種概念和模型較難理解，學(xué)生動(dòng)手去實(shí)踐相對較少，學(xué)生學(xué)習(xí)起來非常抽象和枯燥，無法形成自己的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，缺乏直觀性，因此學(xué)生學(xué)習(xí)積極性會(huì)隨著課程的深入，逐步降低。

同時(shí)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)需結(jié)合教學(xué)平臺(tái)設(shè)備來進(jìn)行開展。在現(xiàn)有市場上，嵌入式系統(tǒng)教學(xué)平臺(tái)種類繁多，并且配套的軟件操作系統(tǒng)也有所不同，不同院校都根據(jù)自身的實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)選擇。

2嵌入式系統(tǒng)教學(xué)組織

根據(jù)本學(xué)院“5-3-3”課程體系構(gòu)建的思想，再結(jié)合江蘇省蘇州市吳江區(qū)地方經(jīng)濟(jì)具體特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，以近年來國際工程教育改革CDIO工程教育模式為思路，將構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作貫穿在整個(gè)課程體系之中，以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，在不同的行業(yè)、企業(yè)及應(yīng)用背景下，將物聯(lián)網(wǎng)的項(xiàng)目案例，和嵌入式系統(tǒng)的課程體系融會(huì)貫通，強(qiáng)調(diào)職業(yè)教育教學(xué)行動(dòng)的過程屬性，將典型物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)案例引入到教學(xué)中并進(jìn)行重構(gòu)，編排模塊化課程教學(xué)內(nèi)容，組織教學(xué)過程。使得學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，不僅能了解嵌入式系統(tǒng)的基本原理和設(shè)計(jì)方法，同時(shí)能對嵌入式系統(tǒng)中的ARM體系結(jié)構(gòu)、ARM指令系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，選擇嵌入式Linux操作系統(tǒng)根據(jù)不同的需求進(jìn)行相應(yīng)的裁剪、交叉編譯開發(fā)和移植應(yīng)用，同時(shí)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行應(yīng)用程序和驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)。

3傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題

傳統(tǒng)教學(xué)過程中通常以教師講授為主，以教材對應(yīng)章節(jié)和知識(shí)點(diǎn)作為講授單元，理論基礎(chǔ)和實(shí)踐環(huán)節(jié)分離，無法做到“理實(shí)一體化”。在有限的課程授課時(shí)間內(nèi)，設(shè)置與教學(xué)內(nèi)容配套的實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過課后實(shí)踐來強(qiáng)化教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性的能力比較有限。

嵌入式操作系統(tǒng)選擇非常多，在嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用中常用的軟件中間件，比如網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧、嵌入式平臺(tái)下的根文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、媒體壓縮與解壓縮庫、各種加密算法與協(xié)議等，更是令人眼花繚亂。

同時(shí)，作為授課對象的學(xué)生，由于來自不同的專業(yè)方向，前導(dǎo)課程的基礎(chǔ)知識(shí)參差不齊。具體表現(xiàn)為：電子類專業(yè)方向的學(xué)生，軟件基礎(chǔ)較為薄弱，計(jì)算機(jī)類專業(yè)方向的學(xué)生，電路與硬件基礎(chǔ)弱。

4基于物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)

以職業(yè)崗位能力為主線的高職教育體系需要構(gòu)建項(xiàng)目化教學(xué)課程體系，同時(shí)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的大背景下，嵌入式系統(tǒng)的課程體系確實(shí)應(yīng)當(dāng)有所調(diào)整，以適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)的需求。

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)的理念認(rèn)為：學(xué)生知識(shí)的積累和構(gòu)建，是在一定的條件下自主構(gòu)建而成的；學(xué)習(xí)是知識(shí)、技能與行為、態(tài)度與價(jià)值觀等方面的長進(jìn)。

同時(shí)，以企業(yè)中真實(shí)的生產(chǎn)、研發(fā)和具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的案例作為教學(xué)內(nèi)容的選擇，要求學(xué)生能夠通過自身的特點(diǎn)，獲取相關(guān)的資訊，指定真實(shí)的計(jì)劃，通過自身的決策和實(shí)施，并且進(jìn)行檢查和互查來對項(xiàng)目進(jìn)行評價(jià)。

1）項(xiàng)目的具體構(gòu)建

將嵌入式系統(tǒng)教學(xué)課程知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行碎片化和重組，以本院的校企合作單位物聯(lián)網(wǎng)智能家居企業(yè)真實(shí)案例為基礎(chǔ)，將整個(gè)教學(xué)過程以項(xiàng)目的形式開展教學(xué)，再將物聯(lián)網(wǎng)智能家居項(xiàng)目中分成相應(yīng)子項(xiàng)目，對相應(yīng)子項(xiàng)目再進(jìn)行具體的任務(wù)分解。在整個(gè)過程中，要求學(xué)生能夠以教學(xué)主體的身份參與進(jìn)來，對真實(shí)案例從總體上進(jìn)行把握，明確學(xué)習(xí)和構(gòu)建的內(nèi)容。

2）項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)組織形式

本院該課程在采用小班化教學(xué)的基礎(chǔ)上，對學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目分組，將4～5名學(xué)生分配到一個(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。在不同的項(xiàng)目中扮演企業(yè)開發(fā)過程中的不同角色，同時(shí)在不同的子項(xiàng)目中，學(xué)生的角色進(jìn)行輪轉(zhuǎn)或互換，使得學(xué)生在完成本課程的學(xué)習(xí)之后，能對項(xiàng)目開發(fā)的整個(gè)過程相對熟悉。

學(xué)生在不同的子項(xiàng)目中，可以對項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的不同角色進(jìn)行體驗(yàn)，根據(jù)自身的實(shí)際情況，為更好的走上工作崗位，融入企業(yè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)做準(zhǔn)備。

3）具體項(xiàng)目教學(xué)的實(shí)施

在每一個(gè)具體項(xiàng)目教學(xué)的實(shí)施過程中，以本院的2014級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)為例，該專業(yè)有40人，將學(xué)生以5個(gè)學(xué)生為項(xiàng)目小組進(jìn)行分組，共8個(gè)小組，根據(jù)學(xué)生的學(xué)情和實(shí)際情況進(jìn)行項(xiàng)目任務(wù)書下發(fā)，將CDIO中的構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate）融入進(jìn)來。

以物聯(lián)網(wǎng)智能家居企業(yè)真實(shí)案例中的智能窗簾子項(xiàng)目為例，通過任務(wù)分解，如下圖所示，可以分為嵌入式Linux系統(tǒng)裁剪、直流電機(jī)控制、交叉編譯、驅(qū)動(dòng)文件加載和嵌入式平臺(tái)下移植應(yīng)用等五個(gè)子任務(wù)，同時(shí)針對模塊化教學(xué)，進(jìn)行相應(yīng)學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)和教學(xué)方案設(shè)計(jì)，整合現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容，使得老師的教和學(xué)生的學(xué)都體現(xiàn)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式下理實(shí)一體化的緊密結(jié)合。

首先要求每個(gè)項(xiàng)目小組的學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目分析，將構(gòu)思（Conceive）采用行動(dòng)導(dǎo)向中資訊的形式展現(xiàn)出來，給出工作任務(wù)，提出任務(wù)要求，要求學(xué)生應(yīng)當(dāng)把前導(dǎo)課程以及已做過的項(xiàng)目中已掌握的知識(shí)點(diǎn)和即將開展的項(xiàng)目中需要的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行融合，使得學(xué)生溫故知新，同時(shí)也學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用新舊知識(shí)的技能；其次要通過實(shí)踐的方式，項(xiàng)目和任務(wù)必須能夠通過實(shí)踐來完成及驗(yàn)證。

對于設(shè)計(jì)（Design）則要求學(xué)生在項(xiàng)目小組中指定相應(yīng)計(jì)劃，安排時(shí)間進(jìn)度。

而實(shí)現(xiàn)（Implement），要求各小組通過決策和實(shí)施的方式，分別提出完成該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案說明書，每個(gè)小組推選1名同學(xué)上臺(tái)進(jìn)行本組實(shí)施方案的具體表述，授課教師與項(xiàng)目小組成員共同討論，進(jìn)行分析和優(yōu)化，最終確定相對合理、科學(xué)的最佳方案，并進(jìn)行下一步的實(shí)施。

運(yùn)作（Operate），則是在之前所做工作的基礎(chǔ)上，結(jié)合項(xiàng)目方案說明書，對于項(xiàng)目內(nèi)容對照完成。在項(xiàng)目完成之后，對照最初提出的工作任務(wù)要求，逐項(xiàng)檢查項(xiàng)目完成情況。如存在不符的情況，進(jìn)行分析和修改，直至滿足相應(yīng)要求。同時(shí)要求項(xiàng)目小組內(nèi)的同學(xué)和不同小組的同學(xué)進(jìn)行自評和互評，進(jìn)行相應(yīng)總結(jié)和考核。

5總結(jié)

基于物聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的技術(shù)和應(yīng)用背景，如何精簡嵌入式系統(tǒng)課程的理論教學(xué)內(nèi)容，并擴(kuò)寬學(xué)生的知識(shí)面，讓學(xué)生掌握設(shè)計(jì)與思考的方法，重點(diǎn)把與真實(shí)項(xiàng)目案例密切相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)與設(shè)計(jì)，同時(shí)進(jìn)行層次化的實(shí)踐設(shè)計(jì)，在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，讓學(xué)生真正參與到前沿發(fā)展的企業(yè)課題和項(xiàng)目中去，這是在嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)改革中要研究和具體實(shí)踐的方向。

基于物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革實(shí)踐教學(xué)過程中，學(xué)生對于企業(yè)項(xiàng)目開發(fā)的整個(gè)過程更加熟悉，學(xué)生參與項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開發(fā)的積極性和主動(dòng)性得到提高，同時(shí)，通過項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)方法，學(xué)生也認(rèn)識(shí)到團(tuán)隊(duì)合作的重要性。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)改革的實(shí)施，使學(xué)生學(xué)習(xí)的方式發(fā)生了很大的變化，學(xué)生能夠主動(dòng)地去學(xué)習(xí)，更加善于發(fā)現(xiàn)問題和思考問題，解決問題的能力也得到了很大提高，學(xué)生的專業(yè)技能能力得到系統(tǒng)的鍛煉。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)改革，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)的養(yǎng)成和從學(xué)校到畢業(yè)頂崗實(shí)習(xí)、就業(yè)更好的“無縫”對接提供了保障。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳承歡.軟件工程項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教程[M].清華大學(xué)出版社，2015.

[2] 丁金昌.高職教育人才培養(yǎng)理論研究與實(shí)踐[M].國防工業(yè)出版社，2011.

篇（8）

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599(2011)23-0000-01

Curriculum Study for Computer Undergraduate Embedded System

Li Biyun,Shi Junping,Li Zongshou

(College of Information Science&Engineering,Jishou University,Jishou 416000,China)

Abstract:For the lag teaching and training in higher education embedded system,this article analyzes the development characteristics of the embedded system,identify curriculum thinking and personnel training objectives of building embedded systems of major computer science in colleges,a new curriculum system with theory and practice of the embedded system is proposed based on the courses of major in computer.

Keywords:Embedded system;Talents training objective;Computer undergraduate;

Curriculum system

一、引言

嵌入式系統(tǒng)是指以應(yīng)用為核心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積和功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它由包括微處理器、定時(shí)器、微控制器、存儲(chǔ)器、傳感器等一系列微電子芯片與器件，和嵌入在存儲(chǔ)器中的微型操作系統(tǒng)、控制應(yīng)用軟件組成，共同實(shí)現(xiàn)諸如實(shí)時(shí)控制、監(jiān)視、管理、移動(dòng)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理等各種自動(dòng)化處理任務(wù)。嵌入式系統(tǒng)以應(yīng)用為中心，以微電子技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)硬件軟件的協(xié)同性與整合性，軟件與硬件可剪裁，以滿足系統(tǒng)對功能、成本、體積和功耗等要求[1]。

嵌入式系統(tǒng)已被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)、信息家電、通信設(shè)備、醫(yī)療儀器、智能儀器儀表等眾多領(lǐng)域，如手機(jī)、PDA、MP3、手持設(shè)備、智能電話、機(jī)頂盒等，可以說嵌入式技術(shù)無處不在。由于社會(huì)對掌握嵌入式技術(shù)人才的大量需求，使嵌入式軟硬件工程師成為未來幾年最為熱門的職業(yè)之一。

目前，隨著嵌入式技術(shù)越來越熱，國內(nèi)越來越多的高校陸續(xù)開設(shè)了相關(guān)課程，并建立了嵌入式實(shí)驗(yàn)室。但是通過各種渠道反映出，很多高校嵌入式課程開設(shè)的情況不理想，很多學(xué)校建立了優(yōu)良的嵌入式實(shí)驗(yàn)室，卻很難達(dá)到理想的授課效果。歸結(jié)其原因主要有兩點(diǎn)：一、沒有完善的課程體系；二、需要合適的師資力量。吉首大學(xué)作為一所辦在民族地區(qū)的省屬高校，其辦學(xué)宗旨之一就是為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。吉首大學(xué)計(jì)算機(jī)系一直就是秉承此種宗旨來發(fā)展和培養(yǎng)應(yīng)用型人才的。從目前的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢來看，計(jì)算機(jī)專業(yè)本科教學(xué)不僅要面向計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)，更應(yīng)與嵌入式系統(tǒng)方向相結(jié)合，與人才培養(yǎng)模式和人才需求相結(jié)合進(jìn)行適時(shí)調(diào)整，從理論及實(shí)踐課程體系、師資能力到人才培養(yǎng)模式進(jìn)行整體規(guī)劃，以適應(yīng)當(dāng)前應(yīng)用廣泛的嵌入式系統(tǒng)人才需要。

二、計(jì)算機(jī)本科專業(yè)嵌入式方向的人才培養(yǎng)目標(biāo)

按照嵌入式技術(shù)及其密切相關(guān)的電子信息產(chǎn)業(yè)目前及未來的發(fā)展需求，培養(yǎng)與我國社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)要求相適應(yīng)的，在德、智、體、美等方面全面發(fā)展，掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)基本理論、基本知識(shí)和基本技能，具有深厚嵌入式理論基礎(chǔ)、能從事嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)、集成電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用、無線通信等實(shí)際工作，具有良好的政治素養(yǎng)、文化科學(xué)素養(yǎng)、較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)和綜合解決實(shí)際問題能力的高級(jí)應(yīng)用型人才。嵌入式系統(tǒng)方向重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生嵌入式系統(tǒng)軟件工程實(shí)踐能力，包括軟件工程及各種嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)、調(diào)試和測試工具[2]，畢業(yè)后學(xué)生將具備嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)能力，有能力適應(yīng)巨大的嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品市場需求，成為嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品企業(yè)所急需的掌握嵌入式系統(tǒng)軟件技術(shù)的人才。

畢業(yè)生具有的知識(shí)、素質(zhì)、能力包括：1.具有良好的思想道德素養(yǎng)和團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，熟悉計(jì)算機(jī)方面的有關(guān)法規(guī)，遵紀(jì)守法，善于合作，勇于創(chuàng)新。掌握較豐富的科學(xué)文化知識(shí)、較扎實(shí)的計(jì)算機(jī)學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)、系統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，了解計(jì)算機(jī)專業(yè)的發(fā)展趨勢和新進(jìn)展。2.具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐能力，能夠熟練地運(yùn)用多種方法獲取知識(shí)、理解知識(shí)、掌握知識(shí)，能夠綜合性地提出問題、分析問題和解決問題；具有較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)綜合應(yīng)用能力和一定的科學(xué)研究能力。3.掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的理論和基本方法，具有嵌入式系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)、開發(fā)、調(diào)試及維護(hù)的基本能力。具體掌握一種嵌入式操作系統(tǒng)，具有在該操作系統(tǒng)環(huán)境下設(shè)計(jì)、編程及開發(fā)的能力。兼具軟件及硬件的協(xié)調(diào)開發(fā)能力。4.具有良好的語言表達(dá)和書面表達(dá)的能力，適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的交往溝通方式，具有較強(qiáng)的集體合作和組織協(xié)調(diào)的意識(shí)與能力。5.熟練掌握一門外語,并能順利閱讀本專業(yè)的外文書刊，了解文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法。能夠較熟練地使用英語從事嵌入式方向的研究與開發(fā)。

三、計(jì)算機(jī)本科專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向課程體系建設(shè)思路

嵌入式系統(tǒng)作為一個(gè)完整的智能電子系統(tǒng)，需要掌握有關(guān)電子和計(jì)算機(jī)等相關(guān)領(lǐng)域的硬、軟件綜合知識(shí)。一般而言，自動(dòng)化、測控和電子類的學(xué)生電子設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)較好，程序設(shè)計(jì)偏弱；而計(jì)算機(jī)類的學(xué)生程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)好，電子設(shè)計(jì)能力偏弱。計(jì)算機(jī)本科專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向課程體系的建設(shè)和規(guī)劃，應(yīng)從以下幾方面結(jié)合進(jìn)行。

（一）計(jì)算機(jī)本科專業(yè)課程與嵌入式系統(tǒng)方向相結(jié)合

嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物。嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用范圍可以粗略分為兩大類：電子系統(tǒng)的智能化(工業(yè)控制、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、家用電器、汽車電子、測控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集等)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用的延伸(MP3、手機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)設(shè)備等)。從這些應(yīng)用可以看出，要完成一個(gè)以MCU為核心的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用產(chǎn)品設(shè)計(jì)，需要硬件、軟件及行業(yè)領(lǐng)域相關(guān)知識(shí)。硬件主要有MCU的硬件最小系統(tǒng)、輸入／輸出電路、人機(jī)接口設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)有固化軟件的設(shè)計(jì)，也可能含PC機(jī)軟件的設(shè)計(jì)，這些有關(guān)嵌入式系統(tǒng)的硬、軟件設(shè)計(jì)和測試也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成部分之一，嵌入式系統(tǒng)知識(shí)體系最主要的三大技術(shù)仍然是計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，嵌入式系統(tǒng)方向的課程設(shè)置應(yīng)與這些計(jì)算機(jī)本科專業(yè)課程相結(jié)合，在計(jì)算機(jī)相關(guān)軟硬件知識(shí)基礎(chǔ)進(jìn)一步拓展設(shè)計(jì)和應(yīng)用知識(shí)。

（二）與嵌入式系統(tǒng)自身特點(diǎn)相結(jié)合

嵌入式系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)、電子技術(shù)為基礎(chǔ)，但嵌入式系統(tǒng)也有其自身的特點(diǎn)。按照層次結(jié)構(gòu)看待嵌入式系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)分為4層：硬件層、驅(qū)動(dòng)層、操作系統(tǒng)層和應(yīng)用層，不能片面地從“電子”或“計(jì)算機(jī)軟件”角度認(rèn)識(shí)嵌入式系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)軟件硬件密切相關(guān)，軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)已經(jīng)成為電子系統(tǒng)級(jí)工具和方法的主要應(yīng)用，是軟件與硬件的綜合體，沒有對硬件的理解就不可能寫好嵌入式軟件，同沒有對軟件的理解也不可能設(shè)計(jì)好嵌入式硬件。軟硬件相結(jié)合進(jìn)行課程設(shè)置是嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)要求之一[3]。嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)也是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程,作為以應(yīng)用為中心的課程，實(shí)踐教學(xué)是嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的關(guān)鍵，要求理論與實(shí)踐并重，為將學(xué)生的操作能力、分析能力、工程設(shè)計(jì)能力與應(yīng)用實(shí)踐結(jié)合起來，引導(dǎo)學(xué)生由淺入深地掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論與技術(shù)，嵌入式系統(tǒng)方向課程設(shè)置應(yīng)以培養(yǎng)實(shí)踐動(dòng)手能力為核心。

（三）與市場、企業(yè)需求相結(jié)合

高校計(jì)算機(jī)專業(yè)嵌入式方向從需求的角度，總體培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)人才市場緊缺，企業(yè)需求量大，就業(yè)率高的軟硬結(jié)合的復(fù)合型嵌入式開發(fā)工程師。嵌入式系統(tǒng)人才的培養(yǎng)應(yīng)與社會(huì)需求相接軌，充分培養(yǎng)學(xué)生技能水平與職業(yè)素養(yǎng)，使學(xué)生能夠達(dá)到企業(yè)實(shí)際崗位的用人標(biāo)準(zhǔn)，滿足企業(yè)應(yīng)用需求，縮短企業(yè)二次崗前培訓(xùn)，成為具有完備的專業(yè)知識(shí)和技術(shù)能力的應(yīng)用型人才。

四、嵌入式方向課程體系基本內(nèi)容

要完成一個(gè)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用產(chǎn)品設(shè)計(jì)，需要硬件、軟件及行業(yè)領(lǐng)域相關(guān)知識(shí)與實(shí)踐訓(xùn)練，嵌入式方向人才培養(yǎng)的定位為應(yīng)用型技術(shù)人才，綜合計(jì)算機(jī)本科專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向課程體系建設(shè)的三個(gè)結(jié)合點(diǎn)，制定一套培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的課程體系[4]。

（一）理論課程體系

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程包括電路與模擬電子技術(shù)、數(shù)字邏輯電路、匯編語言程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)組成原理、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、微機(jī)原理與接口技術(shù)等硬件課程；C語言程序設(shè)計(jì)、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)（Java和C++）、軟件工程等軟件課程；操作系統(tǒng)原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫原理等專業(yè)核心課程，這些課程也應(yīng)該為嵌入式方向的支撐課程群。操作系統(tǒng)考慮嵌入式方向課程設(shè)置，應(yīng)增加Linux操作系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。

在這些計(jì)算機(jī)專業(yè)課程基礎(chǔ)上，刪減原來與嵌入式方向聯(lián)系不大，相對獨(dú)立的若干專業(yè)課程，適當(dāng)增大嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)方向課程比例，構(gòu)成計(jì)算機(jī)專業(yè)嵌入式方向理論課程體系?；A(chǔ)課程中增加嵌入式系統(tǒng)概論，硬件層面上增加可編程邏輯器件及描述語言FPGA/VHDL、嵌入式處理器體系結(jié)構(gòu)。軟件層面上增設(shè)Linux下C語言編程、嵌入式Linux驅(qū)動(dòng)開發(fā)、嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、嵌入式應(yīng)用程序開發(fā)；嵌入式系統(tǒng)級(jí)別上考慮軟硬結(jié)合增設(shè)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程，考慮嵌入式發(fā)展方向，增設(shè)WinCE設(shè)計(jì)與開發(fā)、嵌入式軟件測試技術(shù)課程。

（二）實(shí)踐課程體系

嵌入式系統(tǒng)是面向應(yīng)用的，實(shí)踐是整個(gè)嵌入式系統(tǒng)課程體系中最重要的環(huán)節(jié)，其目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際的嵌入式軟硬件設(shè)計(jì)能力。在嵌入式課程實(shí)踐中，采用多層次專業(yè)實(shí)踐與培訓(xùn)認(rèn)證相結(jié)合的實(shí)踐體系。專業(yè)實(shí)踐包括課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、綜合項(xiàng)目實(shí)踐、畢業(yè)實(shí)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)占每門課總學(xué)時(shí)數(shù)比例不低于30%，課程設(shè)計(jì)包括軟硬件和應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)等課程，綜合項(xiàng)目實(shí)踐以項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的形式使學(xué)生得到團(tuán)隊(duì)協(xié)作的訓(xùn)練，畢業(yè)實(shí)習(xí)以校企合作、實(shí)習(xí)基地形式進(jìn)行。課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)可使學(xué)生課程理論知識(shí)得到鞏固提高，綜合項(xiàng)目實(shí)踐則培養(yǎng)學(xué)生階段性綜合性實(shí)踐能力，畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)可培養(yǎng)學(xué)生綜合分析設(shè)計(jì)的應(yīng)用能力。目前，在嵌入式專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的知名廠商及相關(guān)認(rèn)證也越來越為更多的大學(xué)畢業(yè)生及在職工程師所關(guān)注，在實(shí)踐教學(xué)中，引入國際和國內(nèi)嵌入式認(rèn)證的培訓(xùn)內(nèi)容和知識(shí)更新體系，增加實(shí)踐動(dòng)手能力，積累項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，增加就業(yè)競爭力。

五、結(jié)束語

在IEEE計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)和ACM共同制定的2004版計(jì)算機(jī)類課程體系中，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)被列為核心課程之一。嵌入式系統(tǒng)課程群建設(shè)是一項(xiàng)長期、艱難的任務(wù)，新知識(shí)更新速度明顯快于傳統(tǒng)學(xué)科，計(jì)算機(jī)本科專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向課程體系的規(guī)劃與建設(shè)，需要明確人才培養(yǎng)目標(biāo)和建設(shè)思路，并在計(jì)算機(jī)專業(yè)課程基礎(chǔ)上進(jìn)行，既重視融合學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)積累，又強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性，使嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)緊隨嵌入式技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬義德,湯書森,張北斗等.嵌入式系統(tǒng)課程群建設(shè)與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)[J].高等理科教育,2004(8):23-25

[2]徐勁松,劉鈺碧,蔣晶.應(yīng)用型本科嵌入式系統(tǒng)課程群建設(shè)與實(shí)踐[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā),2009(28):145-146

[3]徐敏,林瑞金,關(guān)健生.嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2009(3):13-15

[4]楊立林.從企業(yè)招聘需求看嵌入式系統(tǒng)教學(xué)課程體系設(shè)置[J].中國電力教育,2011(22):69-70

篇（9）

中圖分類號(hào)：TP393

1嵌入式系統(tǒng)簡介

嵌入式系統(tǒng)可以抽象出一個(gè)典型的組成模型，其可劃分為硬件層、軟件層及功能層。

1.1嵌入式系統(tǒng)定義

嵌入式系統(tǒng)最通用的定義是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)[1]。

根據(jù)IEEE9（國際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)）的定義，嵌入式系統(tǒng)也可定義為控制監(jiān)視或輔助設(shè)備機(jī)器和車間運(yùn)行裝置。

嵌入式系統(tǒng)的定義很多，統(tǒng)一起來很難。對于其定義有疑問的部分研究人員將嵌入式系統(tǒng)定義為：“嵌入式系統(tǒng)是以嵌入式微處理器為內(nèi)核，以微電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，電子技術(shù)、對象技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可根據(jù)對象需要所設(shè)置，并且嵌入到對象器件內(nèi)，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用智能化的控制系統(tǒng)。”[2]

1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)

嵌入式系統(tǒng)是面向?qū)I(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的，從其應(yīng)用角度分析，具有以下特點(diǎn)：

（1）硬件層，是所有軟件的運(yùn)行基礎(chǔ)，嵌入式系統(tǒng)至少擁有一個(gè)高性能處理器為硬件平臺(tái)。如ARM處理器。

（2）軟件層，其能擴(kuò)充和充分發(fā)揮硬件層功能。嵌入式系統(tǒng)需有一個(gè)多任務(wù)操作系統(tǒng)的軟件平臺(tái)，來控制管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源以及合理的組織計(jì)算機(jī)工作流程。如Liunx，UC/OSⅡ等操作系統(tǒng)。

（3）嵌入式系統(tǒng)是先進(jìn)的技術(shù)及資金密集、知識(shí)產(chǎn)業(yè)化不斷創(chuàng)新的集成系統(tǒng)。其將先進(jìn)的電子科學(xué)技術(shù)與各行各業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合。

（4）是面向用戶、產(chǎn)品及特定應(yīng)用的。

（5）具有較長的生命周期。與實(shí)際產(chǎn)品相結(jié)合，并與產(chǎn)品升級(jí)同步進(jìn)行。

（6）對程序質(zhì)量要求較高。一般都將系統(tǒng)中的軟件固化在存儲(chǔ)器中，大部分都具有較高的實(shí)時(shí)性。

（7）嵌入式系統(tǒng)不具備在其上進(jìn)行進(jìn)一步開發(fā)的能力。需要借助專門的開發(fā)工具和環(huán)境來滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成后的程序功能修改工作。

2基于ARM的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用及開發(fā)方法

2.1ARM的技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)

ARM（Advanced RISC Machines）是一種嵌入式微處理器，它具有低功耗、低成本、高性能的特點(diǎn)，采用RISC體系結(jié)構(gòu)，大量使用寄存器，具有高效的指令系統(tǒng)，在實(shí)際嵌入式應(yīng)用中，只保留和嵌入式應(yīng)用緊密相關(guān)的功能硬件，去除其他的冗余功能部分，來實(shí)現(xiàn)嵌入式應(yīng)用的特殊要求[3]?；贏RM微處理器的嵌入式系統(tǒng)不同于單片機(jī)、DSP系統(tǒng)，其高性能的特點(diǎn)，在硬件部分的電路板設(shè)計(jì)方面是比較困難的，絕大多數(shù)的ARM板都要在4層以上。其實(shí)ARM最關(guān)鍵的是軟件部分的操作系統(tǒng)，系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)更側(cè)重于軟件方面，包括系統(tǒng)裁減，底層驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用程序等。

2.2ARM嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程

基于ARM的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的開發(fā)流程如圖1所示。

圖1嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程

2.3ARM嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)方法

（1）建立系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境

嵌入式系統(tǒng)資源受限制，如果在其硬件平臺(tái)上直接編寫軟件，比較困難。因此根據(jù)其特點(diǎn)須在特定的開發(fā)環(huán)境下進(jìn)行。搭建相應(yīng)的軟硬件平臺(tái)：在宿主機(jī)(HOST)也就是PC機(jī)上安裝開發(fā)工具，并將編寫好的軟件程序進(jìn)行交叉編譯生成二進(jìn)制代碼，最后將其移植到目標(biāo)板的特定位置運(yùn)行。這種在宿主機(jī)(HOST)環(huán)境下開發(fā)，在目標(biāo)板(TARGET)上運(yùn)行的開發(fā)模式叫交叉開發(fā)模式，交叉開發(fā)模型如圖2所示。

圖2交叉開發(fā)模型

（2）Boot Loader引導(dǎo)程序開發(fā)

Boot loader是在嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行前運(yùn)行的一段程序，與我們經(jīng)常提到的BIOS功能相近，每種體系結(jié)構(gòu)都有與其相匹配的Boot Loader。通過Boot loader程序的運(yùn)行，可以初始化硬件設(shè)備，建立系統(tǒng)的內(nèi)存空間映射圖，這樣就可以將系統(tǒng)的軟、硬件環(huán)境設(shè)定在一個(gè)合適的狀態(tài)，方便于最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核，并且為運(yùn)行用戶應(yīng)用程序準(zhǔn)備好正確的環(huán)境。

Boot loader程序由匯編和C程序兩部分組成，程序執(zhí)行過程也分為匯編和C程序代碼部分兩個(gè)階段。匯編程序與硬件設(shè)備相關(guān)，不便移植，第一階段需要完成初始化看門狗、設(shè)置中斷異常向量表、堆棧、配置存儲(chǔ)器等，之后再跳轉(zhuǎn)到第二階段的C語言程序入口處。C程序代碼部分主要完成初始化本階段所需要的外部設(shè)備，調(diào)用NANDFLASH的API函數(shù)，配置SDRAM空間，并將用戶的程序代碼從NANDFLASH存儲(chǔ)器中復(fù)制到SDRAM中，最后再跳轉(zhuǎn)到用戶程序的入口[4]。

3嵌入式技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

嵌入式技術(shù)無處不在，已經(jīng)深入到了生活的各個(gè)領(lǐng)域，為我們的生活帶來了很大的方便。

（1）無線通訊領(lǐng)域。特別是智能手機(jī)，全球95%的手機(jī)采用了ARM芯片，隨著手機(jī)功能愈像電腦，手機(jī)更需要功能強(qiáng)大的嵌入式芯片?，F(xiàn)在，全球售出的每一部手機(jī)中平均就有2.4塊ARM芯片。

（2）工業(yè)控制領(lǐng)域。基于ARM核的32位微控制器芯片逐漸向低端微控制器應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展，在工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)揮了很大的作用。

（3）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)寬帶技術(shù)不斷發(fā)展，基于ARM技術(shù)的ADSL芯片也逐步進(jìn)入競爭范圍，并取得一定優(yōu)勢。而且，語音及視頻處理也應(yīng)用了ARM技術(shù)，同時(shí)對DSP的應(yīng)用領(lǐng)域提出了新的挑戰(zhàn)。

（4）儀器儀表方面。有智能儀器、智能儀表、醫(yī)療器械、色譜儀、示波器等。

（5）民用方面。如電子玩具、電子字典、游戲機(jī)、錄像機(jī)、復(fù)讀機(jī)、投影儀、照相機(jī)、空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、防盜控制器、激光驅(qū)動(dòng)器、變速控制器、汽車點(diǎn)火控制器、避雷控制、農(nóng)業(yè)節(jié)水控制系統(tǒng)、保安控制系統(tǒng)等方面。

（6）導(dǎo)航控制方面。如導(dǎo)彈控制、航天導(dǎo)航系統(tǒng)、電子干擾系統(tǒng)等。

（7）數(shù)據(jù)處理方面。如圖文圖表終端、復(fù)印機(jī)、硬盤驅(qū)動(dòng)器等。

（8）農(nóng)業(yè)交通方面。智能公路（汽車導(dǎo)航、流量控制、信息監(jiān)測與汽車服務(wù)）、植物工廠（特種植物工廠、無土栽培技術(shù)、智能種子工程）、虛擬顯示VR機(jī)器人、信息家電（家用電器的網(wǎng)絡(luò)化）等等。

除此以外，眾多領(lǐng)域都用到了基于ARM微處理器的嵌入式技術(shù)，在生活的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

4結(jié)束語

基于嵌入式系統(tǒng)的具體產(chǎn)品應(yīng)用是計(jì)算機(jī)工程史上的里程碑。深入到了各行各業(yè)，其已成為高科技領(lǐng)域中必不可少的工具。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏洪興.嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2006.

篇（10）

在當(dāng)前數(shù)字信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的后PC(Post-PC)時(shí)代，隨著國內(nèi)外各種嵌入式產(chǎn)品的進(jìn)一步開發(fā)和推廣，嵌入式技術(shù)越來越和人們的生活緊密結(jié)合。

1.嵌入式系統(tǒng)、設(shè)計(jì)方法和開發(fā)平臺(tái)化的迫切要求

1.1嵌入式系統(tǒng)及其特性

嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng) [1] 。它一般由嵌入式CPU、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用程序等4個(gè)部分組成，用于實(shí)現(xiàn)對其它設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能，該系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)結(jié)合后應(yīng)用到各個(gè)具體行業(yè)的產(chǎn)物，IP級(jí)、芯片級(jí)、和模塊級(jí)是嵌入式系統(tǒng)的三種主要的體系結(jié)構(gòu)形式，其中，模塊級(jí)的形式就是把已成熟的X86處理器構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模塊嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中，充分利用目前常用的PC架構(gòu)的通用性和便利性。

嵌入式系統(tǒng)通常具有如下五種特性：通常是面向特定應(yīng)用的，完成單一或一組緊密相關(guān)的特定功能；具有高性能和實(shí)時(shí)的要求；系統(tǒng)作為設(shè)備的一部分，其運(yùn)行一般不需要人工干預(yù)；系統(tǒng)的電源要求具有較高的可靠性和安全性；處理器的選擇是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步；

1.2嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

各種硬件平臺(tái)性能的提高、EDA綜合開發(fā)工具的長足發(fā)展以及軟件技術(shù)特別是嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)EOS的推出，為開發(fā)復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用軟件提供了底層支持和高效率開發(fā)平臺(tái)，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法可以劃分為三個(gè)不同的層次：以PCB、CAD和ICE為主要工具的設(shè)計(jì)方法；以EDA工具軟件和RTOS為開發(fā)平臺(tái)的設(shè)計(jì)方法；以IP內(nèi)核庫為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，用軟硬件協(xié)統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的設(shè)計(jì)方法。三個(gè)層次的設(shè)計(jì)方法各有其應(yīng)用范圍，并不會(huì)簡單地用后者取代前者，相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，多采用前兩個(gè)層次的設(shè)計(jì)方法。

1.3嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)化的迫切要求

“后PC時(shí)代是嵌入式系統(tǒng)時(shí)代”嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的廣度和深度目前都呈爆炸式增長。傳統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)下的小作坊開發(fā)模式面面俱到、開發(fā)周期長、門檻高、項(xiàng)目對個(gè)別技術(shù)人員的依賴很大，而且很難保證程序質(zhì)量，因此已經(jīng)不能滿足現(xiàn)今嵌入式世界的需求。

在現(xiàn)代社會(huì)化大生產(chǎn)方式下，平臺(tái)化方式是現(xiàn)代電子產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)唯一的正確模式，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式應(yīng)該從計(jì)算機(jī)軟件工程設(shè)計(jì)模式中吸取有用元素，構(gòu)建有自己特色的嵌入式開發(fā)系統(tǒng)平臺(tái)，在進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)開發(fā)時(shí)，只有應(yīng)用平臺(tái)化思想開發(fā)模式，才能以最小的代價(jià)最大程度的滿足應(yīng)用的需求。

2.嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)及其平臺(tái)化

2.1嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)化開發(fā)模式

平臺(tái)模式不是新概念，很多嵌入式產(chǎn)品開發(fā)人員的工作就是應(yīng)用平臺(tái)的雛形，但平臺(tái)化開發(fā)模式與傳統(tǒng)開發(fā)模式還是有所區(qū)別的。平臺(tái)化開發(fā)模式下，所有個(gè)人的技術(shù)貢獻(xiàn)完全融化在平臺(tái)中，企業(yè)技術(shù)人員必須接受平臺(tái)培訓(xùn)，并在平臺(tái)的高起點(diǎn)上起步。這一模式下，技術(shù)人員能夠迅速成長，通過平臺(tái)培訓(xùn)快速掌握產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)，平臺(tái)的知識(shí)繼承減少了企業(yè)對個(gè)別員工的依附性。

2.2嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)要點(diǎn)

嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)化包括硬件開發(fā)平臺(tái)化和軟件開發(fā)平臺(tái)化兩個(gè)方面。從硬件方面說，平臺(tái)化要求電路的設(shè)計(jì)盡量做到“模塊化”，“拼圖化”。。首先最大程度從半導(dǎo)體廠家索取芯片相關(guān)資料，減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)中單片機(jī)資源應(yīng)用的盲目性。其次，針對不同的應(yīng)用，規(guī)劃出優(yōu)選的硬件結(jié)構(gòu)。最后，產(chǎn)品的硬件主電路應(yīng)該有良好的通用性和擴(kuò)展性。。從軟件方面說，可以借鑒計(jì)算機(jī)軟件工程里面的一些思想和方法，具體實(shí)現(xiàn)上，在系統(tǒng)級(jí)上引入操作系統(tǒng)平臺(tái)，借助于操作系統(tǒng)平臺(tái)多任務(wù)編程思想來簡化事務(wù)處理模式，縮短開發(fā)周期。在代碼級(jí)建立獨(dú)立于具體產(chǎn)品的函數(shù)庫和驅(qū)動(dòng)接口平臺(tái)。

2.3嵌入式操作系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)平臺(tái)化最有力的工具

以開發(fā)工具和技術(shù)咨詢?yōu)榛A(chǔ)，然后掌握處理器結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用是進(jìn)行嵌入式開發(fā)的正常程序，優(yōu)秀的開發(fā)工具不僅能夠開發(fā)出處理器的全部功能，而且其界面是用戶友好的，當(dāng)前，主流嵌入式系統(tǒng)得開發(fā)工具平臺(tái)可以分為四類：實(shí)時(shí)在線仿真系統(tǒng)ICE（In-Circuit Emulator）；語言編譯器（Compiler Tools）；源程序模擬器（Simulator）；嵌入式操作系統(tǒng)（Embedded Operation Systems）。其中，嵌入式操作系統(tǒng)與傳統(tǒng)單片機(jī)運(yùn)行模式相比具有顯著優(yōu)點(diǎn)，是目前實(shí)現(xiàn)平臺(tái)化最有力的工具。傳統(tǒng)的單片機(jī)沒有操作系統(tǒng)，因此運(yùn)行的應(yīng)用程序只能是單進(jìn)程。當(dāng)實(shí)際操作需要有多個(gè)進(jìn)程同時(shí)運(yùn)行時(shí)，只能采用中斷方法或者多個(gè)MCU（每個(gè)MCU運(yùn)行一個(gè)進(jìn)程）來完成。前者容易形成中斷嵌套而溢出，后者則無疑增加了硬件成本，且MCU之間需要串口通信，實(shí)時(shí)性得不到保證。嵌入式芯片在程序存儲(chǔ)容量上普遍達(dá)到了MBYTE級(jí)，在速度方面，普遍可以達(dá)到20M以上，這使得嵌入式操作系統(tǒng)調(diào)度進(jìn)程的實(shí)時(shí)性得到了保證。因此之需要有一個(gè)精簡的、足夠小的os內(nèi)核，就可以把它固化在Flash ROM，在加電引導(dǎo)后控制應(yīng)用程序的多個(gè)任務(wù)并行運(yùn)行。。由于嵌入式操作系統(tǒng)的上述優(yōu)點(diǎn)，它所起到的作用也是很值得一提的。首先，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)提高了系統(tǒng)的可靠性。其次，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)充分發(fā)揮了32位CPU的多任務(wù)潛力。再次，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)提高了開發(fā)效率，縮短了開發(fā)周期。當(dāng)然，應(yīng)用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)開發(fā)也存在一些難點(diǎn)，主要有進(jìn)程調(diào)度、啟動(dòng)加載、任務(wù)的劃分三個(gè)方面。

2.4嵌入式系統(tǒng)的生命周期

與其他任務(wù)事物一樣，嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品也有其自身的生命周期。首先得到對嵌入式系統(tǒng)的需求，然后才能開發(fā)出產(chǎn)品的概念模型，接著進(jìn)一步進(jìn)行產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及擴(kuò)展。影響系統(tǒng)生命周期的主要因素有以下四個(gè)，系統(tǒng)成本的獲取、系統(tǒng)驗(yàn)證、維護(hù)與后勤、升級(jí)。

2.5嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的一般過程和具體步驟

在嵌入式開發(fā)過程分為兩個(gè)主要部分，選擇宿主機(jī)和目標(biāo)機(jī)以及調(diào)試目標(biāo)機(jī)上的應(yīng)用程序。宿主機(jī)執(zhí)行編譯、鏈接、定址；目標(biāo)機(jī)是運(yùn)行嵌入式軟件的硬件平臺(tái)。嵌入式調(diào)試試用交叉調(diào)試器，采用宿主機(jī)-目標(biāo)機(jī)的調(diào)試方式，包括任務(wù)級(jí)、源碼級(jí)和匯編級(jí)的調(diào)試。

結(jié)合相關(guān)理論和項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，將嵌入式平臺(tái)化開發(fā)一般分為五個(gè)步驟：客戶需求分析、確定選用的嵌入式處理器和嵌入式操作系統(tǒng)、硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)、測試、文檔整理。

客戶需求分析

嵌入式系統(tǒng)的客戶需求一般都明確清晰，但應(yīng)考慮客戶潛在的后續(xù)應(yīng)用，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件時(shí)盡可能留出余量。

確定選用的嵌入式處理器和嵌入式操作系統(tǒng)

首先要確定所選作為整個(gè)系統(tǒng)硬件部分核心的嵌入式芯片類型，這一部直接決定了是否選擇以及選擇何種嵌入式操作系統(tǒng)。選擇嵌入式處理器的基本原則是要滿足具體功能性和非功能性指標(biāo)需求的、市場應(yīng)用反應(yīng)良好的、硬件配置最少，另外，開發(fā)人員對此系列處理器的熟悉程度和它對嵌入式操作系統(tǒng)的支持程度也應(yīng)屬于考慮因素。其次，根據(jù)應(yīng)用需要和已經(jīng)選擇的嵌入式處理器來決定是否選擇以及選擇何種嵌入式操作系統(tǒng)。嵌入式操作系統(tǒng)的性能評價(jià)指標(biāo)、能支持何種處理器硬件平臺(tái)和何種API以及是否支持該應(yīng)用的服務(wù)等十考慮的重點(diǎn)方面。

硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)

兩者的關(guān)系串行或者并行均可，即可以先設(shè)計(jì)和調(diào)試硬件部分，再設(shè)計(jì)和調(diào)試軟件部分，也可以同時(shí)進(jìn)行硬件和軟件的設(shè)計(jì)調(diào)試工作。常見的開發(fā)模式有串行的瀑布模式開發(fā)過程，屬于并行模式的V模式開發(fā)過程和在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的機(jī)遇硬件抽象層和操作系統(tǒng)移植層的系統(tǒng)設(shè)計(jì)三種。

無論串行還是并行，每一種方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，要根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目的需要選擇系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式。

測試

該步驟包括對硬件測試、軟件測試、以及軟硬件的綜合測試，硬件測試多借助示波器、萬能表、邏輯分析儀等工具，電磁兼容測試儀是新興的測試工具。是軟件測試過程的四個(gè)分步驟是單元測試、集成測試、確認(rèn)測試、系統(tǒng)測試。軟硬件聯(lián)合測試一般非常重視實(shí)際的運(yùn)行檢驗(yàn)尤其是進(jìn)行各種意外情況的檢驗(yàn)以測試系統(tǒng)的健壯性。

文檔整理

平臺(tái)的技術(shù)文檔必須有全面注釋，技術(shù)交流內(nèi)容必須以文字說明，全面注釋應(yīng)以無障礙移植為考核標(biāo)準(zhǔn)。文檔整理主要包括文件命名管理、文件版本管理、文件色彩管理以及文件成果登記四個(gè)方面。

1 吳百鋒, 彭澄廉, 孫曉光. 一種基于監(jiān)測的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)[J]. 計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào), 2003, 26(12): 1728-1733.

篇（11）

1嵌入式ARM技術(shù)及應(yīng)用

隨著嵌入式系統(tǒng)處理器的不斷發(fā)展，典型的32位RISC芯片——ARM處理器，不論是在PDA，STB，DVD等消費(fèi)類電子產(chǎn)品中，還是在GPS，航空，勘探，測量等軍方產(chǎn)品中都得到了廣泛的應(yīng)用。越來越多的芯片廠商早已看好ARM的前景，比如Intel， NS， Atmel， Philips， NEC， CirrusLogic等公司都有相應(yīng)的產(chǎn)品。他們把更多的功能集成在ARM芯片中，使其成為了高集成度，低功耗的典型代表。

ARM將其技術(shù)授權(quán)給世界上許多著名的半導(dǎo)體、軟件和OEM廠商，每個(gè)廠商得到的都是一套獨(dú)一無二的ARM相關(guān)技術(shù)及服務(wù)。利用這種合伙關(guān)系，ARM很快成為許多全球性RISC標(biāo)準(zhǔn)的締造者。

ARM架構(gòu)是面向低預(yù)算市場設(shè)計(jì)的第一款RISC微處理器。

ARM提供一系列內(nèi)核、體系擴(kuò)展、微處理器和系統(tǒng)芯片方案。由于所有產(chǎn)品均采用一個(gè)通用的軟件體系，所以相同的軟件可在所有產(chǎn)品中運(yùn)行（理論上如此）。典型的產(chǎn)品如下。

①CPU內(nèi)核

——ARM7：小型、快速、低能耗、集成式RISC內(nèi)核，用于移動(dòng)通信。

——ARM7TDMI(Thumb):這是公司授權(quán)用戶最多的一項(xiàng)產(chǎn)品，將ARM7指令集同Thumb擴(kuò)展組合在一起，以減少內(nèi)存容量和系統(tǒng)成本。同時(shí)，它還利用嵌入式ICE調(diào)試技術(shù)來簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并用一個(gè)DSP增強(qiáng)擴(kuò)展來改進(jìn)性能。該產(chǎn)品的典型用途是數(shù)字蜂窩電話和硬盤驅(qū)動(dòng)器。

——ARM9TDMI:采用5階段管道化ARM9內(nèi)核，同時(shí)配備Thumb擴(kuò)展、調(diào)試和Harvard總線。在生產(chǎn)工藝相同的情況下，性能可達(dá)ARM7TDMI的兩倍之多。常用于連網(wǎng)和頂置盒。

②體系擴(kuò)展

——Thumb:以16位系統(tǒng)的成本，提供32位RISC性能，特別注意的是它所需的內(nèi)存容量非常小。

③嵌入式ICE調(diào)試

由于集成了類似于ICE的CPU內(nèi)核調(diào)試技術(shù)，所以原型設(shè)計(jì)和系統(tǒng)芯片的調(diào)試得到了極大的簡化。

④微處理器

——ARM710系列，包括ARM710、ARM710T、ARM720T和ARM740T:低價(jià)、低能耗、封裝式常規(guī)系統(tǒng)微型處理器，配有高速緩存（Cache）、內(nèi)存管理、寫緩沖和JTAG。廣泛應(yīng)用于手持式計(jì)算、數(shù)據(jù)通信和消費(fèi)類多媒體。

——ARM940T、920T系列:低價(jià)、低能耗、高性能系統(tǒng)微處理器，配有Cache、內(nèi)存管理和寫緩沖。應(yīng)用于高級(jí)引擎管理、保安系統(tǒng)、頂置盒、便攜計(jì)算機(jī)和高檔打印機(jī)。

——StrongARM:性能很高、同時(shí)滿足常規(guī)應(yīng)用需要的一種微處理器技術(shù)，與DEC聯(lián)合研制，后來授權(quán)給Intel。SA110處理器、SA1100 PDA系統(tǒng)芯片和SA1500多媒體處理器芯片均采用了這一技術(shù)。

——ARM7500和ARM7500FE:高度集成的單芯片RISC計(jì)算機(jī)，基于一個(gè)緩存式ARM7 32位內(nèi)核，擁有內(nèi)存和I/O控制器、3個(gè)DMA通道、片上視頻控制器和調(diào)色板以及立體聲端口;ARM7500FE則增加了一個(gè)浮點(diǎn)運(yùn)算單元以及對EDO DRAM的支持。特別適合電視頂置盒和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)（NC）。

2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)

嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)同通用型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比具有以下特點(diǎn)：

21嵌入式系統(tǒng)通常是面向特定應(yīng)用的。嵌入式CPU與通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在為特定用戶群設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，它通常都具有低功耗、體積小、集成度高等特點(diǎn)，能夠把通用CPU中許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部，從而有利于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)趨于小型化，移動(dòng)能力大大增強(qiáng)，跟網(wǎng)絡(luò)的耦合也越來越緊密。

22嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物。這一點(diǎn)就決定了它必然是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識(shí)集成系統(tǒng)。

23嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計(jì)，量體裁衣、去除冗余，力爭在同樣的硅片面積上實(shí)現(xiàn)更高的性能，這樣才能在具體應(yīng)用中對處理器的選擇更具有競爭力。 24嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起，它的升級(jí)換代也是和具體產(chǎn)品同步進(jìn)行，因此嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進(jìn)入市場，具有較長的生命周期。

25為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲(chǔ)器芯片或單片機(jī)本身中，而不是存貯于磁盤等載體中。

26嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開發(fā)能力，即使設(shè)計(jì)完成以后用戶通常也是不能對其中的程序功能進(jìn)行修改的，必須有一套開發(fā)工具和環(huán)境才能進(jìn)行開發(fā)。

3嵌入式的系統(tǒng)與分類

根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)嵌入式系統(tǒng)有不同的分類方法，這里根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的復(fù)雜程度，可以將嵌入式系統(tǒng)分為以下四類：

31單個(gè)微處理器這類系統(tǒng)可以在小型設(shè)備中（如溫度傳感器、煙霧和氣體探測器及斷路器）找到。這類設(shè)備是供應(yīng)商根據(jù)設(shè)備的用途來設(shè)計(jì)的。這類設(shè)備受Y2K影響的可能性不大。

32不帶計(jì)時(shí)功能的微處理器裝置。這類系統(tǒng)可在過程控制、信號(hào)放大器、位置傳感器及閥門傳動(dòng)器等中找到。這類設(shè)備也不太可能受到Y(jié)2K的影響。但是，如果它依賴于一個(gè)內(nèi)部操作時(shí)鐘，那么這個(gè)時(shí)鐘可能受Y2K問題的影響。

33帶計(jì)時(shí)功能的組件。這類系統(tǒng)可見于開關(guān)裝置、控制器、電話交換機(jī)、電梯、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、醫(yī)藥監(jiān)視系統(tǒng)、診斷及實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)等。它們是一個(gè)大系統(tǒng)的局部組件，由它們的傳感器收集數(shù)據(jù)并傳遞給該系統(tǒng)。這種組體可同PC機(jī)一起操作，并可包括某種數(shù)據(jù)庫(如事件數(shù)據(jù)庫)。

34在制造或過程控制中使用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。對于這類系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)與儀器、機(jī)械及設(shè)備相連來控制這些裝置的工作。這類系統(tǒng)包括自動(dòng)倉儲(chǔ)系統(tǒng)和自動(dòng)發(fā)貨系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)用于總體控制和監(jiān)視，而不是對單個(gè)設(shè)備直接控制。過程控制系統(tǒng)可與業(yè)務(wù)系統(tǒng)連接（如根據(jù)銷售額和庫存量來決定定單或產(chǎn)品量）。

4嵌入式系統(tǒng)發(fā)展趨勢

以信息家電為代表的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代嵌入式產(chǎn)品，不僅為嵌入式市場展現(xiàn)了美好前景，注入了新的生命；同時(shí)也對嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，特別是軟件技術(shù)提出新的挑戰(zhàn)。這主要包括：支持日趨增長的功能密度、靈活的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接、輕便的移動(dòng)應(yīng)用和多媒體的信息處理，此外，當(dāng)然還需對付更加激烈的市場競爭。

41嵌入式應(yīng)用軟件的開發(fā)需要強(qiáng)大的開發(fā)工具和操作系統(tǒng)的支持隨著因特網(wǎng)技術(shù)的成熟、帶寬的提高，ICP和ASP在網(wǎng)上提供的信息內(nèi)容日趨豐富、應(yīng)用項(xiàng)目多種多樣，像電話手機(jī)、電話座機(jī)及電冰箱、微波爐等嵌入式電子設(shè)備的功能不再單一，電氣結(jié)構(gòu)也更為復(fù)雜。為了滿足應(yīng)用功能的升級(jí)，設(shè)計(jì)師們一方面采用更強(qiáng)大的嵌入式處理器如32位、64位RISC芯片或信號(hào)處理器DSP增強(qiáng)處理能力；同時(shí)還采用實(shí)時(shí)多任務(wù)編程技術(shù)和交叉開發(fā)工具技術(shù)來控制功能復(fù)雜性，簡化應(yīng)用程序設(shè)計(jì)、保障軟件質(zhì)量和縮短開發(fā)周期。

目前，國外商品化的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，已進(jìn)入我國市場的有WindRiver、Microsoft、QNX和Nuclear等產(chǎn)品。我國自主開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)軟件產(chǎn)品如科銀(CoreTek)公司的嵌入式軟件開發(fā)平臺(tái)DeltaSystem，它不僅包括DeltaCore嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，而且還包括LamdaTools交叉開發(fā)工具套件、測試工具、應(yīng)用組件等；此外，中科院也推出了Hopen嵌入式操作系統(tǒng)。

42聯(lián)網(wǎng)成為必然趨勢。為適應(yīng)嵌入式分布處理結(jié)構(gòu)和應(yīng)用上網(wǎng)需求，面向21世紀(jì)的嵌入式系統(tǒng)要求配備標(biāo)準(zhǔn)的一種或多種網(wǎng)絡(luò)通信接口。針對外部聯(lián)網(wǎng)要求，嵌入設(shè)備必需配有通信接口，相應(yīng)需要TCP/IP協(xié)議簇軟件支持；由于家用電器相互關(guān)聯(lián)(如防盜報(bào)警、燈光能源控制、影視設(shè)備和信息終端交換信息)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場儀器的協(xié)調(diào)工作等要求，新一代嵌入式設(shè)備還需具備IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口，同時(shí)也需要提供相應(yīng)的通信組網(wǎng)協(xié)議軟件和物理層驅(qū)動(dòng)軟件。為了支持應(yīng)用軟件的特定編程模式，如Web或無線Web編程模式，還需要相應(yīng)的瀏覽器，如HTML、WML等。

43支持小型電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)小尺寸、微功耗和低成本。為滿足這種特性，要求嵌入式產(chǎn)品設(shè)計(jì)者相應(yīng)降低處理器的性能，限制內(nèi)存容量和復(fù)用接口芯片。這就相應(yīng)提高了對嵌入式軟件設(shè)計(jì)技術(shù)要求。如，選用最佳的編程模型和不斷改進(jìn)算法，采用Java編程模式，優(yōu)化編譯器性能。因此，既要軟件人員有豐富經(jīng)驗(yàn)，更需要發(fā)展先進(jìn)嵌入式軟件技術(shù)，如Java、Web和WAP等。