嵌入式开发是做什么的

文章摘要：嵌入式开发是做什么的

嵌入式开发就是指在嵌入式操作系统下进行开发，包括在系统化设计指导下的硬件和软件以及综合研发。如果想知道什么是嵌 […]

嵌入式开发就是指在嵌入式操作系统下进行开发，包括在系统化设计指导下的硬件和软件以及综合研发。如果想知道什么是嵌入式开发这个问题，就接着往下看吧。

嵌入式开发概念

嵌入式开发是指利用分立元件或集成器件进行电路设计、结构设计，再进行软件编程(通常是高级语言)，实验，经过多轮修改设计、制作，最终完成整个系统的开发。这种嵌入式开发，适用于未来产品比较单一，产量比较大，产品开发周期比较长，成本控制比较严格的系统。

嵌入式技术不是单纯的软件技术，也不是单纯的硬件技术，是一门如何在一个特定的硬件环境上开发与构建特定的可编程软件系统的综合技术。嵌入式技术是在嵌入式系统的发展中应运而生的，它是依附于嵌入式系统，并推动嵌入式系统不断向前发展的核心动力。嵌入式是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是是由单个程序实现整个控制逻辑。嵌入式技术近年来得到了飞速的发展，但是嵌入式产业涉及的领域非常广泛，彼此之间的特点也相当明显。例如，很多行业：手机、PDA、车载导航、工控、军工、多媒体终端、网关、数字电视等。

嵌入式主流平台

主流的嵌入式平台有三种：ARM平台、DSP平台和FPGA平台。

一、ARM

ARM微处理器是由ARM公司提供IP(IntellectualProperty，知识产权)授权，交付多个芯片设计厂商整合生产的。在2007年，意法半导体(ST)公司成为第一个引入ARMCortex-M授权的半导体厂商，开启了高性能、低成本、低功耗的ARM嵌入式芯片新时代，其生产的STM32系列微处理器是比较流行的Cortex-M微处理器。ARM嵌入式系统广泛应用于自动检测与控制、智能仪器仪表、机电一体化设备、汽车电子及日常消费电子产品中，其优越的性能和完善的开发环境得到广大电子工程师的青睐。

二、DSP平台

嵌入式DSP处理器(Embedded Digital SignalProcessor，EDSP)，是专门用于信号处理方面的处理器，其在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计，芯片内部采用程序和数据分开存储及传输的哈佛结构，具有专门硬件乘法器，采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可用来快速地实现各种数字信号处理算法，具有很高的编译效率和指令的执行速度，在数字滤波、FFT、谱分析等各种仪器上获得了大规模的应用。

三、FPGA平台

随着平台级FPGA产品的出现和EDA设计工具软件的不断发展，利用现有的FPGA和EDA工具，人们也可以很方便地在FPGA中嵌入RISC(ReducedInstruction Set Computer，精简指令集)处理器内核、DSP算法、存储器、专用ASIC模块、其它数字IPCore以及用户定制逻辑等，构建成一个可编程的片上系统(SOPC)，把原来需要在PCB上采用处理器、DSP、若干ASIC芯片才能实现的功能全都集成到了单片FPGA上。

FPGA内部嵌入了丰富的乘法器(DSP)资源、高速收发器(GTP/GTX)资源、以太网MAC资源、嵌入式处理器(PowerPC)资源、时钟及锁相环资源、存储器(BRAM)资源等，甚至在Xilinx公司最新推出的Zynq-7000系列芯片之中嵌入了ARM资源，将传统的FPGA演变成了ARM+FPGA的扩展开发平台。这些嵌入的硬件资源极大地增强了传统FPGA的功能，提升了FPGA的工作效率和灵活性，使得一块FPGA平台就可适用于多种产品，进行各种扩展。开发者需要要掌握VerilogHDL等硬件描述语言和嵌入式系统开发的相关知识，就可对整个系统进行编程和控制。

嵌入式开发流程

当前，嵌入式开发已经逐步规范化，在遵循一般工程开发流程的基础上，嵌入式开发有其自身的一些特点。主要包括系统需求分析(要求有严格规范的技术要求)、体系结构设计、软硬件及机械系统设计、系统集成、系统测试，最终得到产品。

(1)系统需求分析。确定设计任务和设计目标，并提炼出设计规格说明书，作为正式设计指导和验收的标准。系统的需求一般分功能性需求和非功能性需求两方面。功能性需求是系统的基本功能，如输入输出信号、操作方式等;非功能性需求包括系统性能、成本、功耗、体积、重量等因素。

(2)体系结构设计。描述系统如何实现所述的功能和非功能性需求，包括对硬件、软件和执行装置的功能划分，以及系统的软件、硬件选型等。一个好的体系结构是设计成功与否的关键。

(3)硬件/软件协同设计。基于体系结构，对系统的软件、硬件进行详细设计。为了缩短产品开发周期，设计往往是并行的。嵌入式系统设计的工作大部分都集中在软件设计上，面向对象技术、软件组件技术、模块化设计是现代软件工程经常采用的方法。

(4)系统集成。把系统的软件、硬件和执行装置集成在一起，进行调试，发现并改进单元设计过程中的错误。

(5)系统测试。对设计好的系统进行测试，看其是否满足规格说明书中给定的功能要求。

嵌入式系统开发模式较大特点是软件、硬件综合开发。这是因为嵌入式产品是软硬件的结合体，软件针对硬件开发、固化、不可修改。