王培英　李楠

摘 要：目前，全世界的絕大多數(shù)微處理器應用嵌入式系統(tǒng)（如家用電器到飛機）。嵌入式系統(tǒng)的應用領域非常廣泛，我們每天都在使用的許多設備都屬于嵌入式系統(tǒng)，但是，大多數(shù)人對嵌入式系統(tǒng)卻了解甚少。在當前的數(shù)字信息技術和網絡技術高速發(fā)展的后PC時代，嵌入式系統(tǒng)已經廣泛地滲透到科學研究、工程應用、軍事技術、交通、通信，以及人們日常生活中的家電、娛樂、藝術、社會文化等各個領域中，掀起了一場數(shù)字化革新技術。因此，在未來，即使人們不接觸計算機，但卻不能不接觸嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)必將存在于人們日常生活的各個角落。

關鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；設計；軟件工程

許多人對于以“高技術”統(tǒng)稱的產品感到驚奇：能夠很快、安全地到達目的地的現(xiàn)代有軌列車和飛機，能夠主動地修正行駛偏差的小汽車，以及能夠無痛地給出人體內部詳細圖形的計算機斷層掃描機器，這僅僅是其中一些例子。然而，沒有軟件，現(xiàn)在這些系統(tǒng)將不能完成它們的功能。雖然有些在幾十年前根本沒有軟件的情況下也能工作，但是，它們是在不具有現(xiàn)在看來的很自然的一些特性為前提的；而計算機斷層掃描機器在沒有軟件的情況下是根本不能工作的。

1 嵌入式系統(tǒng)概述

1.1 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展

從二十世紀七十年代單片機的出現(xiàn)到今天各式各樣的嵌入式微處理器，微控制器的大規(guī)模應用，嵌入式系統(tǒng)已經有了近三十年的發(fā)展歷史。嵌入式系統(tǒng)誕生于微型機時代，嵌入式系統(tǒng)的嵌入性本質是將一個計算機嵌入到一個對象體系中去，這些是理解嵌入式系統(tǒng)的基本出發(fā)點。由于嵌入式計算機系統(tǒng)要嵌入到對象體系中，實現(xiàn)的是對象的智能化控制，因此，它有著與通用計算機系統(tǒng)完全不同的技術要求與技術發(fā)展方向。

1.2 嵌入式系統(tǒng)的定義

所謂嵌入式系統(tǒng)，實際上是“嵌入式計算機系統(tǒng)”的簡稱，它是相對于通用計算機系統(tǒng)而言的。在有些系統(tǒng)里也有計算機，但是計算機只是作為某個專用系統(tǒng)中的一部分而存在的。像這樣“嵌入”到更大、專用的系統(tǒng)中的計算機系統(tǒng)，稱為“嵌入式計算機”、“嵌入式計算機系統(tǒng)”或“嵌入式系統(tǒng)”。

1.3 嵌入式系統(tǒng)的組成

一個嵌入式系統(tǒng)裝置一般都由嵌入式計算機系統(tǒng)和執(zhí)行裝置組成嵌入式計算機系統(tǒng)是整個嵌入式系統(tǒng)的核心，由硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件層和應用軟件層組成。嵌入式系統(tǒng)既然是一種專用的計算機應用系統(tǒng)，當然也包括嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件兩大部分。由于嵌入式系統(tǒng)是一個應用系統(tǒng)，因此還有應用中的執(zhí)行機構，用于實現(xiàn)對其他設備的控制、監(jiān)管或管理功能。

2 嵌入式系統(tǒng)的設計

許多的現(xiàn)代技術產品，如果沒有軟件是根本無法工作的?，F(xiàn)在技術系統(tǒng)的很大部分的產值是通過軟件來實現(xiàn)的。因此，在滿足軟件質量、成本限制和時間要求的前提下，具備軟件開發(fā)的能力是非常重要的。軟件工程就是專門解決軟件開發(fā)領域已系列的相關問題。嵌入式系統(tǒng)的軟件通常僅僅是整個系統(tǒng)的一個組成部分。因此，嵌入式軟件的開發(fā)，必須能夠適應整個系統(tǒng)的周圍情況。嵌入式系統(tǒng)的軟件工程有別于通常的軟件工程。在許多的技術應用領域，存在著特別高的質量要求，如在安全性和可使用性方面，也存在著一些限制的要求，如存儲容量的限制。相應地，嵌入式系統(tǒng)的軟件工程必須能夠適應嵌入式系統(tǒng)的一些特殊要求。

3 嵌入式系統(tǒng)軟件工程的設計及開發(fā)過程

⑴軟件對于嵌入式系統(tǒng)的意義。沒有相應的軟件，微處理器是不能工作的。事實上，現(xiàn)代系統(tǒng)的大部分功能是通過軟件實現(xiàn)的。例如，西門子集團公司在全世界范圍創(chuàng)造的60%的價值通過軟件來實現(xiàn)的。嵌入式軟件在所謂的“軟件作為分支部門”的企業(yè)中開發(fā)完成，軟件不是這些企業(yè)生產的最終產品，而是作為產品的不可缺少的一個組成部分，如這些企業(yè)生產的是汽車、移動電話或CT機器等。與此不同，在所謂的“軟件作為主導部門”的企業(yè)中，其最終的產品就是軟件，如操作系統(tǒng)或文字處理軟件。毫無疑問，軟件對于嵌入式系統(tǒng)具有很大的技術上和經濟上的意義。此外，軟件也持續(xù)和不可避免地影響著我們的日常生活。對于其生產的產品中含軟件的企業(yè)來說，必須具備開發(fā)軟件的能力。不具備相應的軟件開發(fā)能力的企業(yè)是不能生存的。顯然，嵌入式系統(tǒng)軟件工程對于國民經濟具有很重要的意義。

出于同樣的原因，嵌入式軟件實際上持續(xù)地影響著我們的生活。例如，嵌入式軟件有于提高汽車駕駛時的安全性，使電話交談變得很容易簡單，有助于盡早地診斷出疾病，能夠支持大量的人們希望的服務。所有這些重要的或增加舒適的任務和功能通常都是通過嵌入式軟件來實現(xiàn)的。因此，嵌入式軟件在相應的領域都具有非常重要的意義。

⑵嵌入式系統(tǒng)的設計考慮及挑戰(zhàn)。

⑶軟件工程環(huán)境分析。

⑷用于嵌入式系統(tǒng)的軟件工程。

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