嵌入式系统设计工程化方法研究

论文摘要

随着计算机技术的发展,嵌入式系统的应用越加广泛,遍布工业控制、智能家电、商业、通信、医疗等各个领域,和人们的生活密切相关,其地位和作用也显得越来越重要。嵌入式系统作为一种专用的计算机系统,与通用计算机相比,它有以下特点:1)为特定应用而构建,对可靠性、体积、成本、功耗等有严格限制。2)系统实时性高,嵌入式系统大多用于过程控制,要求对外来的事件做出实时反应,所以嵌入式系统一般都是实时系统。3)软硬件结合紧密,嵌入式系统的软件都是针对相应的硬件编写的,软硬件结合非常紧密,当硬件平台发生改变时,软件需要做较大的修改。4)系统资源有限,由于考虑到体积,功耗,成本和可靠性等方面因素,嵌入式系统的集成度很高,存储容量和CPU的处理能力跟通用计算机相比都很有限。因为以上一些特点,嵌入式系统的开发方法与通用计算机上纯软件的开发方法有很大的不同。嵌入式系统是针对特定目标的专用计算机系统,软硬件结合非常紧密,嵌入式系统的构成也是千差万别,这些都使得嵌入式系统的开发变得非常困难。本论文对嵌入式系统的开发过程进行了研究,在软件工程的基础上,结合嵌入式系统开发的特点,提出了嵌入式系统开发的工程化方法,讨论了针对某个特定目标,按照工程化的方法如何建立一个嵌入式系统。本论文按照工程化的观点,将嵌入式系统设计过程分为需求分析,系统设计,系统实现,系统测试和调试几个阶段,确定了每个阶段的任务和实施方法,结合嵌入式系统开发的特点,如系统需求的限制,系统规模的估算,开发计划的制定及实施过程中的调整机制,软硬件协同开发,驱动程序开发调试等分别做了论述。在整个工程化方法实施过程中,强调了计划的重要性和时间概念。面对日益复杂的嵌入式应用,如何更好地实现应用,更方便,更高效的开发出功能强大应用系统,已成为嵌入式系统开发面临的重要问题。研究嵌入式系统开发从分析、设计、实现到测试这一整个开发过程的模型系统和工程化方法具有很重要的实用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 嵌入式系统概述
• 1.1.1 嵌入式系统的概念和特征
• 1.1.2 嵌入式系统的构成
• 1.2 论文的背景及研究内容
• 1.2.1 论文的背景
• 1.2.2 论文研究内容
• 1.3 本章小结
• 2 嵌入式系统设计的一般理论
• 2.1 软件开发基础
• 2.1.1 软件开发过程
• 2.1.2 软件开发中的硬件基础
• 2.1.3 嵌入式软件架构
• 2.1.4 驱动程序开发过程
• 2.2 嵌入式系统设计现状
• 2.2.1 嵌入式系统设计的特点
• 2.2.2 嵌入式系统设计存在的问题
• 2.3 本章小结
• 3 嵌入式系统设计的工程化方法
• 3.1 工程化方法概述
• 3.1.1 系统设计的要求
• 3.1.2 工程化方法的结构
• 3.2 需求分析阶段
• 3.2.1 系统需求
• 3.2.2 系统规模评估
• 3.2.3 系统需求规格表
• 3.3 系统设计阶段
• 3.3.1 系统设计步骤
• 3.3.2 项目进度计划及调整机制
• 3.3.3 制定系统方案
• 3.3.4 确定系统硬件方案
• 3.3.5 确定软件系统方案
• 3.3.6 小结
• 3.4 系统实现阶段
• 3.4.1 系统实现步骤
• 3.4.2 查阅资料
• 3.4.3 硬件实现
• 3.4.4 软件实现
• 3.4.5 软硬件协同设计
• 3.5 系统测试阶段
• 3.5.1 系统调试
• 3.5.2 系统的测试
• 3.6 本章小结
• 4 工程化方法在有线远传系统设计中的应用
• 4.1 系统需求分析
• 4.1.1 系统需求背景
• 4.1.2 系统需求规格
• 4.2 系统设计
• 4.2.1 制定开发进度计划
• 4.2.2 制定系统方案
• 4.2.3 系统硬件方案
• 4.2.4 系统软件方案
• 4.3 系统实现
• 4.3.1 软件开发环境的建立
• 4.3.3 功能模块实现
• 4.4 系统测试
• 4.4.1 建立调试平台
• 4.4.2 调试步骤
• 4.5 本章小结
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录A：工程化方法相关图表
• 附录B：工程化方法应用的相关图表
• 附录C：作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录