談?wù)勂嚽度胧杰浖?/h1>

jh186160910223?來源：汽車電子與軟件?作者：819號宇航員? 2022-10-27 10:28 ? 次閱讀 ? 個評論

什么是嵌入式軟件?

嵌入式軟件就是嵌入在硬件中的操作系統(tǒng)和開發(fā)工具軟件，它在產(chǎn)業(yè)中的關(guān)聯(lián)關(guān)系體現(xiàn)為：芯片設(shè)計制造→嵌入式系統(tǒng)軟件→嵌入式電子設(shè)備開發(fā)、制造。

嵌入式軟件最基本的理解是軟件+硬件結(jié)合，來對產(chǎn)品做出定義，而非嵌入式軟件又或是純互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)則是單純的對軟件做出定義，其兼容性差，軟件移植性差。

傳統(tǒng)行業(yè)上對嵌入式的應(yīng)用較為廣闊，即便現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)如此發(fā)達，但是不得不承認，傳統(tǒng)行業(yè)在社會發(fā)展中有不可替代的地位。傳統(tǒng)行業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)和的嵌入式開發(fā)應(yīng)用更是具有光明前景的。

嵌入式系統(tǒng)一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序4個部分組成，用于實現(xiàn)對其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。嵌入式軟件就是基于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的軟件，它也是計算機軟件的一種，同樣由程序及其文檔組成，是嵌入式系統(tǒng)的重要組成部分。

嵌入式中硬件和軟件也不再是截然分開的兩個概念，而是緊密結(jié)合、相互影響的。因而出現(xiàn)了軟硬件協(xié)同(codesign)設(shè)計方法，即使用統(tǒng)一的方法和工具對軟硬件，協(xié)同設(shè)計軟硬件體系結(jié)構(gòu)，以最大限度地挖掘系統(tǒng)軟硬件能力，避免由于獨立設(shè)計軟硬件體系結(jié)構(gòu)而帶來的種種弊病，得到高性能低代價的優(yōu)化設(shè)計方案。

嵌入式軟件的特點：

獨特的實用性

嵌入式軟件要求它與外部硬件和設(shè)備聯(lián)系緊密，嵌入式系統(tǒng)以應(yīng)用為中心，嵌入式軟件是應(yīng)用系統(tǒng)，根據(jù)應(yīng)用需求定向開發(fā)，面向產(chǎn)業(yè)、需要特定的行業(yè)經(jīng)驗。每種嵌入式軟件都有自己獨特的應(yīng)用環(huán)境和實用價值。

靈活的適用性

嵌入式軟件通?？梢哉J為是一種模塊化軟件，它應(yīng)該能非常方便靈活地運用到各種嵌入式系統(tǒng)中，而不能破壞或更改原有的系統(tǒng)特性和功能。嵌入式軟件要使用靈活，應(yīng)盡量優(yōu)化配置，減小對系統(tǒng)的整體繼承性，升級更換靈活方便。

程序代碼精簡

由于嵌入式系統(tǒng)本身的應(yīng)用有小體積、小存儲空間、低成本、低功耗等要求，嵌入式軟件和大型機上的軟件相比，具有代碼精簡、執(zhí)行效率高等特點。

可靠性、穩(wěn)定性高

嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用要求一般較為苛刻，特別是在涉及安全相關(guān)的領(lǐng)域，如汽車電子(下面會具體說明汽車軟件嵌入式的相關(guān)內(nèi)容)、還有工業(yè)控制、航空航天等，這些領(lǐng)域的嵌入式系統(tǒng)不僅要求硬件可靠，還對嵌入式軟件提出了更高的要求。嵌入式軟件需要運行可靠、穩(wěn)定,具有錯誤處理及故障恢復(fù)等功能。

嵌入式軟件分類：

按照通常的分類方法，嵌入式軟件可以分為系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和支撐軟件三大類：

系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件控制和管理嵌入式系統(tǒng)資源，為嵌入式應(yīng)用提供支持的各種軟件，如設(shè)備驅(qū)動程序、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式中間件等。

應(yīng)用軟件

應(yīng)用軟件是嵌入式系統(tǒng)中的上層軟件，它定義了嵌入式設(shè)備的主要功能和用途，并負責與用戶進行交互。應(yīng)用軟件是嵌入式系統(tǒng)功能的體現(xiàn)，如飛行控制軟件、手機軟件、MP3播放軟件、電子地圖軟件等，一般面向特定的應(yīng)用領(lǐng)域。

支撐軟件

支撐軟件是指輔助軟件開發(fā)的工具軟件，如在線仿真工具、交叉編譯器源程序模擬器和配置管理工具等。在嵌入式系統(tǒng)當中，系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件運行在目標平臺上(即嵌入式設(shè)備上)，而對于各種軟件開發(fā)工具來說，它們大部分都運行在開發(fā)平臺(PC機)上，運行Windows或 Linux操作系統(tǒng)。

嵌入式軟件和非嵌入式軟件的區(qū)別

嵌入式：在已有的硬件上移植(需要修改操作系統(tǒng)源碼，安裝不需要)操作系統(tǒng)解決軟硬件耦合導致的問題。嵌入式軟件和非嵌入式軟件的區(qū)別(即傳統(tǒng)開發(fā)和嵌入式開發(fā)的優(yōu)缺點)：

傳統(tǒng)開發(fā)的缺點：

軟硬件耦合度高導致軟件移植性差

軟件開發(fā)人員必須懂硬件

軟件功能性差

優(yōu)點：簡單，開發(fā)成本低

嵌入式開發(fā)的優(yōu)點：

解決傳統(tǒng)開發(fā)軟硬件耦合度導致的問題

多任務(wù)機制

提供了豐富的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧

提供了豐富的開源軟件和工具

缺點：硬件成本高

汽車嵌入式軟件方向

嵌入式軟件部分分為軟件架構(gòu)、軟件刷寫、底層軟件、應(yīng)用層軟件和故障診斷等幾個部分。

軟件架構(gòu)：

(1)Boot-loader;

(2)軟件平臺層;

(3)策略應(yīng)用層。

Boot-loader作為一個單獨的工程開發(fā)，生成一個獨立的二進制文件。

下圖為基于UDS協(xié)議的Boot-loader架構(gòu)：

下圖為軟件架構(gòu)：

軟件刷寫：控制器復(fù)位后，將根據(jù)外部硬件配置選擇boot-to-flash模式，跳轉(zhuǎn)到Boot-loader，執(zhí)行RAM自檢。若自檢成功并且檢測到有效的應(yīng)用軟件，將跳轉(zhuǎn)到應(yīng)用軟件，否則，進入boot-loader模式，等待刷新有效的應(yīng)用軟件。下圖是Boot-loader軟件邏輯。

底層軟件架構(gòu)

硬件依賴層(底層驅(qū)動)：包括復(fù)雜驅(qū)動、看門狗、基礎(chǔ)服務(wù)(系統(tǒng)調(diào)度所需定時器、中斷管理和一些通用處理函數(shù)，如PLL驅(qū)動、Flash驅(qū)動、內(nèi)存管理驅(qū)動、定時器驅(qū)動)、IO、CAN等其他驅(qū)動。

硬件抽象層：對IO口、PWM、CAN、SPI等功能模塊進行抽象定義，使得應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)不同底層平臺的移植。

軟件集成：軟件集成就是將應(yīng)用層軟件與底層軟件集成為一個可刷寫到硬件中的軟件，軟件集成的變量映射關(guān)系詳見下圖：

底層會根據(jù)硬線或者CAN線輸入，生成一系列的接口變量(函數(shù))，應(yīng)用層直接調(diào)用底層上傳的接口變量(函數(shù))。硬件抽象層(HAL)將完成對底層信號到全局變量的映射。為實現(xiàn)硬件更改及平臺移植，底層軟件平臺采用宏和腳本來完成全局變量和API(應(yīng)用程序接口，例如函數(shù))的自動生成。

VCU整車控制策略：

按功能模塊劃分有如下功能模塊：輸入信號處理、輸出信號處理、轉(zhuǎn)矩控制、上下電控制、檔位模式、系統(tǒng)能力估算、故障診斷處理、附件管理等。

從上圖可以看出，整車控制器分為三個層次：最上層為應(yīng)用層，也稱為控制策略層;中間一層為底層，也成為基礎(chǔ)平臺軟件層，它的作用類似電腦中的操作系統(tǒng)，最下面一層為硬件層，就是電腦中的電路板。
?

審核編輯：湯梓紅

閱讀全文

• 嵌入式系統(tǒng)(128115) 嵌入式系統(tǒng)(128115)
• Linux(206513) Linux(206513)
• 嵌入式軟件(26353) 嵌入式軟件(26353)

點贊 收藏

掃一掃，分享給好友

復(fù)制鏈接分享

聲明：本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題，請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴