嵌入式产品开发.doc

嵌入式产品开发 与日常生活中的大多数事务一样,设计一个嵌入式产品的过程也必须从确定目标开始,对生产的产品进行明确定义。对产品进行定义主要是对产品是什么和能有什么功能进行描述,其次是在我们的整个开发过程中,应该要撰写一些开发文档,大概的框架的如下:1)产品需求文档:描述产品的特性2)功能需求文档:描述产品必须具备的功能3)工程说明文档:描述系统实现的方法和满足需求的手段4)硬件说明文档:对有关硬件进行描述5)软件或固件说明文档:描述特定处理器下设计微程序以及固件的方法6)测试说明文档:,对于公司来说,需求一般由该公司的市场销售部门或该公司的主要客户来制定;而对小公司或爱好者(里的爱好者一样),技术人员可以自己负责定义需求,并撰写成文档。通常需求定义是围绕以下几个因素而来:1)系统的用途(定义需要系统实现的各种功能)2)实际输入输出是何种方式实现的(为元器件的选型做参考)3)系统是否需要操作界面(涉及软件层操作系统的选型)其实对小型的嵌入式产品来说,定义需求是非常关键的,因为需求清楚了,就可以避免后续开发过程中出现的诸如随机存储器(RAM)容量不足或所选的CPU速度不能满足处理的需要等一系列问题。--下面举个简单的实际例子,供大家来参考:系统描述:用于从化温泉的水泵换水系统电源输入:使用来自于变压器的9V~12V直流电水泵功率:375W1)使用单相交流电机,由机械电气进行控制2)如果温泉池处于低水位,则输入开关闭合信号,以禁止水泵继续运行3)用户可以自由设置水泵运行或关闭的时间长度4)除了自动设置控制外,还需要提供一种人工装置来允许维护人员灵活控制水泵进行维修5)水泵开启/关闭/人工干预的时间可以30分钟为单位,在30分钟到23小时的范围内进行调节6)显示设备可以指示水泵的开关状态,剩余时间,以及水泵是否处于人工干预模式7)具备监视低水位的功能,并显示在屏幕上如果需要商用,那么除了上面给出的功能要求外,其设计文档中还要包括电磁干扰(EMI)和电磁兼容性(EMC)认证、安全认证以及使用环境(包括环境温度、湿度、盐雾腐蚀等)等方面的需求。实际上,以上的需求确定之后,接下来就是要考虑选择一款合适的CPU来满足和实现系统的功能,那么我们就要将上述7点用户能够理解的需求转化成我们专业领域的需求,转化如下,大家可以参考一下:?解释:目前嵌入式处理器的主频一般都在几十兆到几百兆不等,单片机的主频一般是几十兆,ARM处理器可以到几百兆;我们主要看这个产品是否需要对大量数据进行处理,或是否需要对缓冲区进行频繁操作,是否有类似的占用CPU资料的工作要做,这就决定我们要选择一款合适的处理器来让该产品得到最佳的性能。(专用IC)或FPGA来完成数据处理?解释:如果可以的话,就不一定要选择处理器来做,(如对开关和显示设备进行频繁操作)?解释:如果有的话,要在处理器选型的时候考虑这些因素,?解释:这也是需要评估处理器的一个关键问题,,或在设计过程中系统需求是否可能出现变化?我们的设计是否能适应系统需求的变化?解释:要避免选择的处理器刚好满足当前要求,这样当以后事务要求逐渐提高,处理器性能如果还有一定空间的话,那么就可以重用目前的产品;第二个就是要选择不会即将停产的芯片,很多处理器用得很广乏,可以借鉴的资料也很多,但是很可能这款芯片已经在市场上流行很长时间了,芯片厂商已经推出更新换代的替代品了,如果你选择了这款芯片,很可能1,2年后就买不到这款处理器芯片了,导致不得不重新选择新的处理器,重新设计产品,这样的既耗费时间,金钱,更消耗人力,延误市场的战机。,通常处理器都会有内置ROM和RAM的,如果内置的内存就已经满足需要,那么处理器就可以节省产生引用外部存储器信号的引脚,这样处理器可为输入输出提供较多的设备管脚(某些处理器支持外部RAM或ROM的使用,但对外部存储器进行访问时,处理器一般需要占用8条到10条I/O管脚)。还有,有些处理器带有专用的内部定时时钟,这类时钟也需要使用一个端口管脚来实现某些定时功能;某些处理器中还具有漏极输出和高电流输出能力,可以方便的直接驱动继电器或电磁铁线圈,而不再需要额外驱动硬件的支持。当对处理器I/O管脚进行计数时,我们一定要把使用处理器内部功能(如串行