嵌入式開發(fā)工具發(fā)展趨勢
加入技術(shù)交流群
通過軟件仿真的方式來進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計一直是嵌入式開發(fā)工具的重點發(fā)展方向。軟件仿真可以加快軟件開發(fā)進(jìn)度，使得軟件工程師對硬件工程師的依賴減弱，同時還減少了對硬件損傷的機(jī)會。另外給學(xué)習(xí)者提供了廉價的學(xué)習(xí)方法，降低了學(xué)習(xí)門檻。目前，軟件仿真技術(shù)在嵌入式的各個層面都取得了長足的發(fā)展。
(1)OPLD／FPGA設(shè)計的仿真
CPLD／FPGA的設(shè)計是嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計的重要部分，而且隨著SoC系統(tǒng)設(shè)計的增長，EDA在硬件設(shè)計中所占的比例將越來越大，也越來越復(fù)雜。目前的商用EDA設(shè)計軟件已普遍具有功能強(qiáng)大的邏輯仿真工具，能進(jìn)行完備的電路功能仿真和時序邏輯仿真，對時序和關(guān)鍵路徑延時分析已經(jīng)非常精確。
例如，Altera公司的設(shè)計工具Quartus II就具備以下強(qiáng)大的仿真及驗證工具：TimeQuest時序分析器、PowerPlay功耗分析器、芯片規(guī)劃器、SignalTap II嵌入式邏輯分析器、RTL查看器／技術(shù)映射查看器，還能對第三方驗證工具提供支持。
(2)單元模塊設(shè)計的仿真
單元模塊的驅(qū)動設(shè)計是嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計的最底層，是嵌入式系統(tǒng)軟硬件結(jié)合處。過去的嵌入式開發(fā)工具所具備的仿真功能都只是局限于對處理器內(nèi)和指令集的仿真。而近年來出現(xiàn)的一些仿真工具，已經(jīng)大大擴(kuò)大了仿真范圍，能仿真各種處理器片上單元模塊，支持各種外部輸入信號的仿真，并可以根據(jù)仿真的結(jié)果對應(yīng)用程序進(jìn)行性能分析，幫助程序員優(yōu)化軟件設(shè)計。
例如ARM公司的RealView MDK，充分發(fā)揮了Keil公司μVision的模塊仿真優(yōu)勢，支持外部信號仿真、快速指令集仿真、中斷仿真、片上外設(shè)(ADC、DAC、EBI、Tim―ers、UART、CAN、I2C等)仿真等功能，并可將仿真結(jié)果以圖形化的方式呈現(xiàn)出來，例如邏輯分析儀、通信終端等。
(3)操作系統(tǒng)設(shè)計的仿真
操作系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)軟件中占有重要地位，操作系統(tǒng)之上的應(yīng)用層軟件設(shè)計往往與PC機(jī)上的應(yīng)用軟件設(shè)計區(qū)別不大。嵌入式系統(tǒng)的操作系統(tǒng)通常需要根據(jù)處理器以及硬件來進(jìn)行定制。目前，嵌入式操作系統(tǒng)的移植工作都需要在對硬件細(xì)節(jié)充分了解的情況下才能進(jìn)行，這使研發(fā)工作常常會陷入具體硬件細(xì)節(jié)中不能自拔，硬件不穩(wěn)定的情況，所花費的時間更是無法預(yù)計。
如果能建立一個嵌入式操作系統(tǒng)仿真平臺，使嵌入式操作系統(tǒng)的設(shè)計和移植工作不用過于考慮底層硬件的細(xì)節(jié)，只需要知道處理器的體系結(jié)構(gòu)即可開始工作，這將大大加快嵌入式操作系統(tǒng)設(shè)計移植和應(yīng)用層軟件開發(fā)的進(jìn)度，也可以為初學(xué)者提供一個良好的平臺。在x86結(jié)構(gòu)的PC機(jī)上，已經(jīng)出現(xiàn)了一些商業(yè)的操作系統(tǒng)仿真軟件，例如vmware和virtualPC等，能完全仿真一個真實的PC，用戶可以在其上安裝各種操作系統(tǒng)。目前，在嵌入式領(lǐng)域還沒有出現(xiàn)商業(yè)的操作系統(tǒng)仿真平臺，但已經(jīng)出現(xiàn)了一些嵌入式操作系統(tǒng)仿真平臺的自由軟件。
例如，清華大學(xué)陳渝博士于2002年底開始組建的開源項目SkyEye，已經(jīng)可以模擬基于ARM內(nèi)核的CPU，包括ARM7TDMI、ARM720T、ARM9TDMI、ARM9xx、ARMlOxx、StrongARM、XScale等，并擴(kuò)展了一些處理器的內(nèi)存控制和各種I／O控制器，μClinux、μC／OS―II等多種嵌入式操作系統(tǒng)和各種系統(tǒng)軟件(如TCP／IP、圖形子系統(tǒng)、文件子系統(tǒng)等)可以在該平臺上進(jìn)行仿真運(yùn)行，并能對它們進(jìn)行源碼級的分析和測試。SkyEye項目組，近期已經(jīng)開始了加入MIPS處理器內(nèi)核的工作。
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/152650.htm
5 圖形化設(shè)計方法
圖形化開發(fā)在嵌入式領(lǐng)域已經(jīng)越來越多，從硬件設(shè)計到軟件編程的各個環(huán)節(jié)都已經(jīng)有了非常多的優(yōu)秀工具。例如RealView MDK的啟動代碼生成器，通過圖形對話框可以非常容易地生成上百行的匯編代碼，大大提高了效率，尤其是對于新手而言。但是這些圖形化設(shè)計工具都是針對嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的某個環(huán)節(jié)而言的。
將整個嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計圖形化是未來嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的另一個新趨勢。加州大學(xué)伯克利分校的EdwardLee提出，現(xiàn)在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)手段――如基于文本編程和面向?qū)ο蟮墓ぞ擗D―都難以用來構(gòu)建嵌入式實時系統(tǒng)，因為面向?qū)ο蠛茈y直觀地表達(dá)時間和并行性，而時間和并行性在現(xiàn)在的嵌入式系統(tǒng)中是必不可少的。EdwardLee因此提出了面向角色的圖形化方法，它能夠更好地表達(dá)整個系統(tǒng)，減少與特定硬件以及操作系統(tǒng)的相關(guān)性，這使更多的軟件設(shè)計和算法易于理解并被重復(fù)使用，更適合嵌入式系統(tǒng)設(shè)計。
結(jié) 語
綜上所述，可以預(yù)計在未來2～3年內(nèi)，Eclipse將成為嵌入式工具的通用平臺，多種嵌入式工具將在其上無縫結(jié)合，用戶可以定制自己的開發(fā)工具、管理工具；Core―Sight調(diào)試體系結(jié)構(gòu)帶來的實時調(diào)試分析手段，將成為開發(fā)更復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)保障；軟件仿真技術(shù)和圖形化開發(fā)方法目前盡管還只是在部分層面和部分環(huán)節(jié)上有效，但是它們已經(jīng)開始改變嵌入式設(shè)計的過程，而這一趨勢終將帶來嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方法及過程的重大變革。
評論