嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程及技巧分析

目前嵌入式系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用非常的廣泛，在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用，而且技術(shù)更新很快。
　　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)，并且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)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)。它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)用程序等四個(gè)部分組成，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。
　　嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)主要包括硬件設(shè)計(jì)技術(shù)和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)兩大類。其中，硬件設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)主要包括芯片級(jí)設(shè)計(jì)技術(shù)和電路板級(jí)設(shè)計(jì)技術(shù)兩個(gè)方面。
　　芯片級(jí)設(shè)計(jì)技術(shù)的核心是編譯/綜合、庫/IP、測(cè)試/驗(yàn)證。編譯/綜合技術(shù)使設(shè)計(jì)者用抽象的方式描述所需的功能，并自動(dòng)分析和插入實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。庫/IP技術(shù)將預(yù)先設(shè)計(jì)好的低抽象級(jí)實(shí)現(xiàn)用于高級(jí)。測(cè)試/驗(yàn)證技術(shù)確保每級(jí)功能正確，減少各級(jí)之間反復(fù)設(shè)計(jì)的成本。
　　下面我們先來介紹一些基本的開發(fā)流程。
　　
　　嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程
　　第一步：建立開發(fā)環(huán)境
　　操作系統(tǒng)一般使用Redhat Linux，選擇定制安裝或全部安裝，通過網(wǎng)絡(luò)下載相應(yīng)的GCC交叉編譯器進(jìn)行安裝（比如，arm-linux-gcc、arm-uclibc-gcc），或者安裝產(chǎn)品廠家提供的相關(guān)交叉編譯器;
　　第二步：配置開發(fā)主機(jī)
　　配置MINICOM，一般的參數(shù)為波特率115200 Baud/s，數(shù)據(jù)位8位，停止位為1，9，無奇偶校驗(yàn)，軟件硬件流控設(shè)為無。在Windows下的超級(jí)終端的配置也是這樣。MINICOM軟件的作用是作為調(diào)試嵌入式開發(fā)板的信息輸出的監(jiān)視器和鍵盤輸入的工具。配置網(wǎng)絡(luò)主要是配置NFS網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，需要關(guān)閉防火墻，簡(jiǎn)化嵌入式網(wǎng)絡(luò)調(diào)試環(huán)境設(shè)置過程。
　　第三步：建立引導(dǎo)裝載程序BOOTLOADER
　　從網(wǎng)絡(luò)上下載一些公開源代碼的BOOTLOADER，如U.BOOT、BLOB、VIVI、LILO、ARM-BOOT、RED-BOOT等，根據(jù)具體芯片進(jìn)行移植修改。有些芯片沒有內(nèi)置引導(dǎo)裝載程序，比如，三星的ARV17、ARM9系列芯片，這樣就需要編寫開發(fā)板上FLASH的燒寫程序，可以在網(wǎng)上下載相應(yīng)的燒寫程序，也有Linux下的公開源代碼的J-FLASH程序。如果不能燒寫自己的開發(fā)板，就需要根據(jù)自己的具體電路進(jìn)行源代碼修改。這是讓系統(tǒng)可以正常運(yùn)行的第一步。如果用戶購買了廠家的仿真器比較容易燒寫FLASH，雖然無法了解其中的核心技術(shù)，但對(duì)于需要迅速開發(fā)自己的應(yīng)用的人來說可以極大提高開發(fā)速度。
　　第四步：下載已經(jīng)移植好的Linux操作系統(tǒng)
　　如MCLiunx、ARM-Linux、PPC-Linux等，如果有專門針對(duì)所使用的CPU移植好的Linux操作系統(tǒng)那是再好不過，下載后再添加特定硬件的驅(qū)動(dòng)程序，然后進(jìn)行調(diào)試修改，對(duì)于帶MMU的CPU可以使用模塊方式調(diào)試驅(qū)動(dòng)，而對(duì)于MCLiunx這樣的系統(tǒng)只能編譯內(nèi)核進(jìn)行調(diào)試。
　　第五步：建立根文件系統(tǒng)
　　下載使用BUSYBOX軟件進(jìn)行功能裁減，產(chǎn)生一個(gè)最基本的根文件系統(tǒng)，再根據(jù)自己的應(yīng)用需要添加其他的程序。由于默認(rèn)的啟動(dòng)腳本一般都不會(huì)符合應(yīng)用的需要，所以就要修改根文件系統(tǒng)中的啟動(dòng)腳本，它的存放位置位于/etc目錄下，包括：/etc/init.d/rc.S、/etc/profile、/etc/.profile等，自動(dòng)掛裝文件系統(tǒng)的配置文件/etc/fstab，具體情況會(huì)隨系統(tǒng)不同而不同。根文件系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)中一般設(shè)為只讀，需要使用mkcramfs genromfs等工具產(chǎn)生燒寫映像文件。
　　第六步：建立應(yīng)用程序的FLASH磁盤分區(qū)
　　一般使用JFFS2或YAFFS文件系統(tǒng)，這需要在內(nèi)核中提供這些文件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)，有的系統(tǒng)使用一個(gè)線性FLASH（NOR型）512KB～32MB，有的系統(tǒng)使用非線性FLASH（NAND型）8MB～512MB，有的兩個(gè)同時(shí)使用，需要根據(jù)應(yīng)用規(guī)劃FLASH的分區(qū)方案。
　　第七步：開發(fā)應(yīng)用程序
　　可以放入根文件系統(tǒng)中，也可以放入YAFFS、JFFS2文件系統(tǒng)中，有的應(yīng)用不使用根文件系統(tǒng)，直接將應(yīng)用程序和內(nèi)核設(shè)計(jì)在一起，這有點(diǎn)類似于μC/OS-II的方式。
　　第八步：燒寫內(nèi)核
　　根文件系統(tǒng)和應(yīng)用程序，發(fā)布產(chǎn)品。