如安在开辟嵌入式体系时做出明智的选择

　　文将形貌嵌入式及时体系的关键特性，然后讨论如安在所选择或所开辟的硬件和软件构件的底子上开辟一个高效的嵌入式体系方案，并先容开辟这些体系所需的独特关键处理惩罚技能。  

      很多体系计划师将实行软/硬件协同计划周期，即同时开辟硬件和软件。明白硬件与软件成果之间的干系以及对两者举行分别有助于确保完全和精确地实现体系需求。 

      定义和阐发需求的初期阶段，体系开辟者必要与计划工程师精密相助，将请求实现的成果分派给硬件或软件。这是根据早期体系仿真、创建原型和举动建模的结果，再加上对前面提及的多种因素的折衷以及已往的计划履向来举行分派的。一旦完成这种分派，就将开始细致的计划和实现。当同时举行硬件和软件计划时，种种差别的阐发技能将被应用到及时体系的开辟进程中，它们包括：硬件和软件仿真、硬件/软件协同仿真、可筹划性建模(如速率单调性阐发)、创建原型和增量开辟。

　　 可以或许用于种种差别抽象级的仿真技能可以对性能做出早期评估。低抽象级的仿真可以或许用于对总线带宽和数据流建模，并且它们对评估性能也非常有效。高抽象级的仿真能办理成果交互题目，并研究硬件/软件的折衷方案和验证计划的有效性。运用仿真要领，巨大的体系可以或许被抽象为底子的元件和举动。仿真能资助办理成果方面的题目(数据和算法)、举动方面的题目(处理惩罚的先后次序)或性能方面的题目(资源利用率、吞吐量和时序)。  

      　嵌入式及时体系的优化非常紧张。由于这些体系计划用于办理相对较窄范畴的题目，以是硬件和软件经优化后只要能实行好单个应用就行。目标是在硬件与软件到达最佳均衡的条件下来计划体系。这个阶段的重要影响因素包括处理惩罚器的选择、如安在硬件与软件之间支解应用以及整个体系的集成。 

    　 在为嵌入式及时体系选择处理惩罚器时，应思量以下因素： 

    　1．性能：处理惩罚器必须具备充足的性能来处理惩罚任务，并能支持产品的生命周期。  
    

　　2．实现：根据详细的应用，必要的处理惩罚器大概是高度集成的产品，乃至于切合军用范例。对付一个DSP应用，它可以在几种方案中举行选择。一种选择是ASIC。这种器件能被用作DSP协处理惩罚器，但对很多通用信号处理惩罚应用而言，它不黑白常机动。另一种选择是RISC处理惩罚器。这种器件具有极快的时钟速率，但大概不具备可伸缩性，并且大概还存在别的及时题目。FPGA是一种快速器件，能非常敏捷和高效地实行某些DSP成果，但与DSP相比，它们仍很难开辟。 

      在DSP中，一个大略的步伐就能完成这些雷同的成果。要是应用是宿主信号处理惩罚应用，那么选择一款成果更强大、功耗更高的通用处理惩罚器大概没有题目。要是信号处理惩罚应用请求能快速升级，那么像DSP如许的可编程器件将比定制的硬件办理方案更有吸引力。  

     　 3．东西支持：支持软件创建、调试、体系集成、代码调解和优化的东西对付整个项目标告成非常紧张。  
 
    　4．操纵体系支持：嵌入式体系应用的巨大性请求采取有益的抽象来低落巨大度。针对所选处理惩罚器优化的商用操纵体系可以或许收缩应用开辟周期和产品上市时间。 

    　5．已往的经历：过去利用所选处理惩罚器或处理惩罚器系列的经历可以淘汰学习新处理惩罚器、东西和本领所需的时间。 

    　6．仿真支持：周期正确的仿真技能在某些种类的应用中非常紧张，尤其对付数字信号处理惩罚，它的大部分成果是寄托仿真技能来验证精确性的。嵌入式体系的软/硬件协同计划模型也使得处理惩罚器仿真器成为开辟流程中的一个有效东西。 

    　7．应用支持：支持方法分为很多种——从通过热线或网站提供的应用指南到预打包的软件；从应用框架到可用的测试基准。某些DSP处理惩罚器还一并提供用于外围配置的驱动步伐、板支持包以及别的“启动套件”。这些软件使应用开辟者不必再编写没有增值意义的软件，如配置驱动步伐，转而专注于为应用开辟增值成果，它们将使产品在市场上表现出本性化特色。 

    　8．本钱：嵌入式应用对本钱非常敏感。几美分的本钱差别就能决定产品在市场上的成败。 

  　  9．功耗：很多便携型的嵌入式及时体系是寄托电池供电的。因此，电池寿命成为体系的一个紧张参数。在这种环境下，应思量采取针对便携式应用优化的低功耗器件。  

    　10．遗留代码：选用必要移植现有代码的处理惩罚器大概会明显扩展开辟周期。选择一款代码兼容的器件则可以收缩或省去移植代码的步调。 

    　11．算法巨大性：特定处理惩罚器能很高效地运行特定算法。选择的处理惩罚器应该尽大概与应用相立室。比方，包括大量控制代码的有限状态机应用应该选用RISC器件，如ARM处理惩罚器。而诸如编码、解码和回波消除等信号处理惩罚应用则应当选用DSP或带有信号处理惩罚加快器的某些器件。  

   　 12．面市时间：项目标终极限期大概会影响处理惩罚器的选择。这与前述的几项选择标准有密切干系，如操纵体系和别的软件的可提供性以及代码的可移植性题目等。 

   　 由于嵌入式体系的预算不绝缩减，及时操纵体系(RTOS)和TCP/IP堆栈等贸易技能已经得到加强，加上对嵌入式体系的需求不绝扩展，以是采取现成贸易技能的做法正变得越来越盛行。利用现成贸易技能可以收缩开辟周期的某些阶段，包括编码、调试、单位测试和代码查抄等。 

    　不过，要是决定购买而不是自主开辟，那么这将变化一家公司的根本开辟流程。选择购买现成贸易技能的公司预计要举行的一些新事变包括：研究和评估提供商、产批评估以及后续与提供商的交互和干系维护等。  

   　 很紧张的一点是应该让终端用户和技能职员参加选择现成贸易技能提供商的进程。在选择的进程中，不但要思量技能题目，还要重点存眷贸易需求。影响本钱的因素包括：易学性、易用性、提供商的信誉和稳固度、容许协议以及培训事件。在选择提供商时的重要任务包括：研究和明白技能标准；向提供商征询发起；评估提供商的发起并对他们作出排名；选择一家提供商并与之签订条约。 

    　嵌入式体系提供商已经了解到，他们必要通过提供软件模块和框架，来加快软件开辟进程。在DSP范畴，提供商提供了数百个DSP软件给DSP计划师，供他们在产品和体系开辟中利用，此中包括参考框架。 

   　 在应用开辟的早期阶段，已经计划好的参考框架对付计划师而言是可以或许用以启动项目标办理方案。参考框架包括在很多应用中可以通用的源代码。计划师可以选择最能餍足其体系必要的特定参考框架，然后将参考框架与算法(由其他提供商贩卖的DSP贸易现成技能大概它们本身开辟的算法)整合在一起，从而为一系列终端配置创造特定应用，包括宽带、语音、视频成像、生物测定和无线底子办法等。