嵌入式設備常應用于“特定”場合,與“通用的”個人電腦相比,具備以下特點。
(1) 軟件、硬件可裁剪
將市面上的手機拆開,會發現雖然它們的功能是相似的,但是所有芯片多種多樣,所用的操作系統也有多種,操作界面更是千變萬化,操作的便利性各有千秋。這不同于個人電腦,CPU除了INTEL就是AMD公司的,操作系統多用Windows。功能、成本、開發效率等條件決定了嵌入式設備的選材多樣化,軟件、硬件可裁剪,即當不需要某項功能時,可以去除相關的軟硬件。
(2) 對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求
功能、可靠性、功耗這3點時軟件開發人員關注的地方。仍以手機為例,當選定硬件平臺之后,處理器的性能已經被限定了,怎樣使得手機的操作更人性化、菜單響應更快捷、具備更多更好的功能,著完全取決于軟件。需要驅動程序和應用程序配合,的發揮硬件的性能。
(3)運行環境差異大
嵌入式系統運行環境差異很大。
嵌入式系統無所不在,但運行環境差異也很大,可運行在飛機上,冰天雪地的兩極中,驕陽似火的汽車里,要求溫濕度恒定的科學實驗室等。特別是在惡劣的環境或突然斷電的情況下,要求系統仍能夠正常工作。這些情況對設計人員來說,意味著要同時考慮到硬件與軟件。“嚴酷的環境”一般意味著更高的溫度與濕度。軍用設備標準對嵌入式元器件的要求非常嚴格,并且在價格上與商用,民用差別很大。
(4) 功耗低,體積小,集成度高,成本低
嵌入式系統“嵌入”到對象的體系中,對對象,環境和嵌入式系統本身具有嚴格的要求。一般的嵌入式系統具有功耗低,體積小,集成度高,成本低等特點。
通用PC有足夠大的內部空間,具有良好的通風能力,但是系統中的Pentium或AMD處理器均配備龐大的散熱片和冷卻風扇進行系統散熱。而許多嵌入式系統就沒有如此充足的電能供應,尤其是便攜式嵌入式設備,即使有足夠的電源供應,散熱設備的增加也往往是不方便的。因此,在設計嵌入式系統時,應盡可能降低功耗。整個系統有嚴格的功耗預算,因為系統中的處理器大部分時間必須工作在低功耗的睡眠模式下,只有在需求處理任務時,它才會醒來。軟件必須圍繞這種特性進行設計。因此,一般的外部事件通過中斷驅動,喚醒系統工作。
(5) 具有系統測試和可靠性評估系
建立完整的嵌入式系統的系統測試和可靠性評估體系,保證嵌入式系統高效,可靠,穩定地工作。
嵌入式應用的復雜性,繁雜行要求設計的代碼應該是完全沒有錯誤的。怎樣才能科學,完整的測試全天候運行的嵌入式復雜軟件呢?首先,需要科學的測試方法,建立科學的系統測試和可靠性評估體系,盡可能避免因為系統的不可靠而造成巨大損失。其次,引入多種嵌入式系統的測試方法和可靠性評估體系。在大多數嵌入式系統中一般都包括一些機制,比如看門狗定時器,它在軟件失去控制之后使之重新開始正常運行。總之,嵌入式軟件測試和評估體系是非常復雜的一門學科。
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