嵌入式系统开发工具及RTOS平台
嵌入式处理器是一个复杂的高技术系统,要在短时间内掌握并开发出所有功能是很不容易的,而市场竞争则要求产品能够快速上市,这一矛盾要求嵌入式处理器能够有容易掌握和使用的开发工具平台。提高用户和程序员的时间投入回报率(ROT1)。
从事嵌入式开发的往往是非计算机人士,面对成百上千种处理器,选择是一个问题,学习掌握处理器结构及其应用更需要时间,因此以开发工具和技术咨询为基础的整体解决方案是迫切需要的。好的开发工具除能够开发出处理器的全部功能以外,还应当是用户友好的。目前嵌入式系统的开发工具平台主要包括下面几类。
1.实时在线仿真系统ICE(In-Circuit Emulator)
直到计算机辅助设计发达的,实时在线仿真系统(ICE)仍是进行嵌入式应用系统调试有效的开发工具。ICE首先可以通过实际执行,对应用程序进行原理检验,排除以人的思维难以发现的设计逻辑错误。ICE的另一个主要功能是在应用系统中仿真微控制器的实时执行,发现和排除由于硬件干扰等引起的异常执行行为。
ICE带有完善的跟踪功能,可以将应用系统的实际状态变化、微控制器对状态变化的反应、以及应用系统对控制的响应等以一种录像的方式连续记录下来,以供分析,在分析中优化控制过程。很多机电系统难以建立一个有效的数学模型,或是建立模型需要大量人力,这时采用ICE的跟踪功能对系统进行记录和分析是一个快而有效的方法。
嵌入式应用的特点是和现实世界中的硬件系统有关,存在各种异变和事先未知的变化,这就给微控制器的指令执行带来了各种不确定,这种不确定只有通过ICE的实时在线仿真才能发现,特别是在分析可靠时要在同样条件下多次仿真,以发现偶然出现的错误。
I CE不仅是软件硬件排错工具,同时也是提高和优化系统能指标的工具。ICE工具(如美国HAU公司的产品)是可根据用户投资裁剪功能的系统,亦可根据需要选择配置各种档次的实时逻辑跟踪器(Trace)、实时映象存储器(Shadow RAM)及程序效率实时分析功能(PPA)。
2.语言编译器(Compiler Tools)
C语言作为一种通用的语言,大幅度提高了嵌入式系统工程师的工作效率,使之能够充分发挥出嵌入式处理器日益提高的能,缩短产品进入市场时间。另外C语言便于移植和修改,使产品的升级和继承更迅速。更重要的是采用C语言编写的程序易于在不同的开发者之间进行交流,从而促进了嵌入式系统开发的产业化。
区别于一般计算机中的C语言编译器,嵌入式系统中的C语言编译器要专门进行优化,以提高编译效率。的嵌入式系统C编译器代码长度和执行时间仅比以汇编语言编写的同样功能程序长5~20%。编译质量的不同,是区别嵌入式C编译器工具的重要指标。而C编译器与汇编语言工具相比残余的5~20%效率差别,完全可以由现代微控制器的高速度、大存储器空间以及产品提前进入市场的优势来弥补。
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