（計算機科學與技術(shù)專業(yè)論文）基于eclipse的嵌入式文件編輯器的研究與實現(xiàn).pdf

獨創(chuàng)性聲明 本人聲明，所呈交的論文是本人在導師指導下進行的研究工作 及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地 方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包 含為獲得武漢理工大學或其他教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材 料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作 了明確的說明并表示了謝意。 簽名：王芝塵坌日期：鯊! ! ：留 學位論文使用授權(quán)書 本人完全了解武漢理工大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定， 即學校有權(quán)保留并向國家有關部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子 版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)武漢理工大學可以將本學位 論文的全部內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或 其他復制手段保存或匯編本學位論文。同時授權(quán)經(jīng)武漢理工大學認 可的國家有關機構(gòu)或論文數(shù)據(jù)庫使用或收錄本學位論文，并向社會 公眾提供信息服務。 ( 保密的論文在解密后應遵守此規(guī)定) 研究生( 簽名) ： 王蘭! 翌導師( 簽名) ：差如乙日期：幽，上豬 武漢理工大學碩士學位論文 摘要 嵌入式系統(tǒng)現(xiàn)在在世界各行各業(yè)中得到廣泛應用，嵌入式軟硬件的復雜度在 不斷增加，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)變得越來越復雜。嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境和開發(fā)工具 發(fā)展卻相對很滯后。為了提高嵌入式開發(fā)的效率，嵌入式開發(fā)工具的發(fā)展是非常 重要的，通過基于e c l i p s e 平臺開發(fā)各種開發(fā)工具，并將編輯、調(diào)試、管理等功 能的開發(fā)工具集成于其中，實現(xiàn)嵌入式開發(fā)的平臺化，這是當前嵌入式開發(fā)的趨 勢。w o r k b e n c h 、r v d s 等都是基于e c l i p s e 的嵌入式集成開發(fā)環(huán)境。 e c li p s e 是一個集成開發(fā)環(huán)境，由內(nèi)核和插件的集合組成。e c li p s e 的最大 優(yōu)勢在于它的擴展點機制。用戶可以擴展e c l i p s e 中插件的功能，開發(fā)實現(xiàn)特定 功能的插件，并且能夠無縫集成到平臺中。顯然，功能強大的嵌入式集成開發(fā)環(huán) 境可以很好的提高嵌入式開發(fā)和管理的效率。 很多傳統(tǒng)的嵌入式開發(fā)工具是基于文本和表格的，而圖形化開發(fā)工具可以在 嵌入式開發(fā)的各個環(huán)節(jié)提高開發(fā)效率。嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具的圖形化是嵌入式系 統(tǒng)開發(fā)的趨勢。 本文在研究和分析嵌入式圖形化開發(fā)，a r m 公司的r v d s 集成開發(fā)環(huán)境和 e c l i p s e 平臺的基礎上，結(jié)合r v d s 集成開發(fā)環(huán)境中t a r g e tr e g i s t e re d i t o r 這 個插件的開發(fā)，實現(xiàn)了對a r m 嵌入式文件的圖形化和表格化的編輯。 論文首先研究了與本文相關的若干技術(shù)，包括嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展情況，嵌入 式工具軟件發(fā)展的現(xiàn)狀和遇到的挑戰(zhàn)，嵌入式圖形化開發(fā)，e c l i p s e 平臺和 e c li p s e 插件開發(fā)技術(shù)。說明了e c li p s e 插件開發(fā)在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)領域中的優(yōu) 勢。其次，分析了t a r g e tr e g i s t e re d i t o r 項目的總體需求，介紹了插件的總 體功能，插件的各個模塊以及插件的工作流程。然后，分析了a r m 各種嵌入式文 件的內(nèi)容，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。研究了嵌入式文件和x m l 文件的解釋技術(shù)，主要包含a r m 提供的解析b c d 文件的a p i 的應用等，以及基于d o m 和s a x 技術(shù)的x m l 文件的解 析，然后對嵌入式文件中結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)進行抽象和建模，實現(xiàn)了內(nèi)存，外設，寄 存器等模型。最后，基于e c l i p s e 插件開發(fā)技術(shù)和e c l i p s e 平臺的s w t j f a c e 圖形庫，實現(xiàn)了一個e c l i p s e 插件多頁編輯器，論文對編輯器圖形頁面和表格頁 面的設計實現(xiàn)進行了深入的研究。 本文研究和實現(xiàn)的t a r g e tr e g i s t e re d i t o r 插件，作為a r m 的r v d s 集成開 發(fā)環(huán)境的一部分，已經(jīng)提交了穩(wěn)定的版本，能方便和高效的編輯和生成嵌入式文 件。 關鍵字：e c l i p s e ，插件，編輯器，嵌入式，圖形化 i 武漢理工大學碩士學位論文 a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，e m b e d d e ds y s t e mi sa p p l i e de v e r y w h e r ei nt h ew o r l d ，t h e c o m p l e x i t yo fe m b e d d e ds o r w a r ea n dh a r d w a r ew a sg r o w i n g , t h ed e v e l o p m e n to f e m b e d d e ds y s t e mi sb e c o m i n gm o r ea n dm o r ec o m p l i c a t e d b u tt h ee m b e d d e ds y s t e m d e v e l o p m e n te n v i r o n m e n ta n dd e v e l o p m e n tt o o l sd e v e l o p m e n ti sr e l a t i v e l yb a c k w a r d i no r d e rt oi m p r o v et h ee f f i c i e n c yo fe m b e d d e ds y s t e ma n ds o f t w a r ed e v e l o p m e n t , d e v e l o p i n ge m b e d d e dd e v e l o p m e n tt o o l si sv e r yi m p o r t a n t , t h r o u g hi n t e g r a t et h ee d i t ， c o m m i s s i o n i n g , m a n a g e m e n ta n da l l k i n d so ff u n c t i o no fd e v e l o p m e n tt o o l si n e c l i p s et or e a l i z et h ei n t e g r a t e do p e n - s o u r c ep l a t f o r mo fe m b e d d e dd e v e l o p m e n t ，t h i s i st h et r e n do fe m b e d d e ds y s t e md e v e l o p m e n t s u c ha sr v d s ，w o r k b e n c h , t h e s e e m b e d d e di n t e g r a t ed e v e l o p m e n te n v i r o n m e n ta r eb o t hb a s e do ne c l i p s e e c l i p s ei sa ni n t e g r a t e dd e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t , w h i c hi sc o m p o s e do ft h e k e r n e la n das e to fp l u g - i n s e c l i p s e sb i g g e s ta d v a n t a g ei st h ee x t e n s i o n p o i m m e c h a n i s m u s e rc a l la c h i e v ep l u g - i n s 、加ms p e c i f i cf u n c t i o n st h r o u g he x p a n d i n gt h e p l u g - i n s i ne c l i p s e ，a n dn e wp l u g - i n sc a nb es e a m l e s s l yi n t e g r a t e dt o e c l i p s e o b v i o u s l y , p o w e r f u le m b e d d e di n t e g r a t e dd e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t c a nw e l l i m p r o v et h ee f f i c i e n c yo fd e v e l o p m e n ta n dm a n a g e m e n to fe m b e d d e ds y s t e m m a n y t r a d i t i o n a le m b e d d e dd e v e l o p m e n tt o o l sa r eb a s e do nt h et e x ta n dt a b l e ， a n dg r a p h i c a ld e v e l o p m e n tt o o l sc a ni n c r e a s ed e v e l o p m e n te f f i c i e n c yo fe m b e d d e d s y s t e m t h eg r a p h i c a ld e s i g n i n gi st h et r e n do fe m b e d d e ds y s t e m b a s e do nt h es t u d ya n da n a l y s i so fe m b e d d e dg r a p h i c a ld e v e l o p m e n t ，r v d s w h i c hi sa r m si n t e g r a t e dd e v e l o p m e n te n v i r o n m e n ta n dt h ee c l i p s ep l a t f o r m ， c o m b i n e dw i t ht h ed e v e l o p m e n to ft a r g e tr e g i s t e re d i t o rw h i c hi sap l u g - i ni nr v d s ， i tr e a l i z ea np l u g - i ne d i t o rf o rt h ee m b e d d e df i l e , a n dt h ee d i t o re d i tf i l e si ng r a p h i c a l a n dt a b l e s t h i sp a p e rf i r s ts t u d i e ds o m er e l a t e dt e c h n o l o g y , i n c l u d i n ge m b e d d e ds y s t e m ，t h e d e v e l o p m e n to fe m b e d d e ds o f t w a r ed e v e l o p m e n tt o o l s a n dc h a l l e n g e ，g r a p h i c a l d e v e l o p m e n to fe m b e d d c ds y s t e m , e c l i p s ep l a t f o r ma n dp l u g - i n st e c h n o l o g y a l l t h e s ec a ne x p l a i nt h ea d v a n t a g eo fe c l i p s ep l u g - i n si nt h ef i e l do fe m b e d d e d s y s t e m s e c o n d l y , t h i sp a p e ra n a l y z e st h eg e n e r a ld e m a n do ft a r g e tr e g i s t e re d i t o r , i t i n t r o d u c e st h eo v e r a l lf u n c t i o n , e v e r ym o d u l e sa n dt h ew o r k i n gp r o c e s so ft h e p l u g - i n t h e n , t h ep a p e ra n a l y z e dt h ec o n t e n ta n dd a t a 咖c t u r co fv a r i o u se m b e d d e d d o c u m e n t so fa r m i tr e s e a r c ht h et e c h n o l o g yo fp a r s i n ge m b e d d e df i l ea n dx m l n 武漢理工大學碩士學位論文 f i l e ，t h em a i nw o r ka l eu s i n gt h ea p io fp a r s i n gb c d f i l ea n dt e c h n o l o g yo fp a r s i n g x m lf i l eb a s e do nd o ma n ds a xt e c h n o l o g y i ta l s ob u i l d sm o d e l sf o rs t r u c t u r e d d a t ai nt h ee m b e d d e df i l e ，r e a l i z et h em o d eo fm e m o r y , p e r i p h e r a l s ，r e g i s t e ra n ds o o n f i n a l l y ，i tr e a l i z ea ne c l i p s em u l t i p a g ee d i t o rb a s e d0 1 1t h et e c h n o l o g yo fe c l i p s e p l u g - i na n ds 、胛a n dj f a c eo fe c l i p s ep l a t f o r m ，t h ep a p e rh a v eaf u r t h e ri n t r o d u c t i o n o ft h ed e s i g no fg r a p h i c sp a g ea n dt a b l ep a g e t h et a r g e tp e g i s t e re d i t o rw h i c ht h ep a p e rr e s e a r c ha n dr e a l i z e ，a sap a r to f a r m sr v d s ，w h i c hi si n t e g r a t e dd e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t ，h a db es u b m i t t e da sa s t a b l ev e r s i o n ，i tc a ne d i ta n dg e n e r a t ee m b e d d e dd o c u m e n t sc o n v e n i e n ta n de f f i c i e n t k e yw o r d s ：e c l i p s e , p l u g - i n ，e d i t o r , e m b e d d e d ，g r a p h i c a l i l l 武漢理工大學碩士學位論文 目錄 摘! 要i a b s t r a c t i i 第l 章緒論。1 1 1課題研究背景。1 1 2課題來源及研究內(nèi)容1 1 3論文結(jié)構(gòu)2 第2 章嵌入式軟件開發(fā)一3 2 1嵌入式系統(tǒng)簡介。3 2 2嵌入式開發(fā)工具開發(fā)。3 2 2 1嵌入式軟件開發(fā)的特點3 2 2 2嵌入式開發(fā)工具面臨的挑戰(zhàn)4 2 2 3嵌入式開發(fā)工具的平臺化和開源化5 2 2 4嵌入式開發(fā)工具的圖形化7 2 3 本章小結(jié)8 第3 章 e c l i p s e 平臺及插件開發(fā)9 3 1 e c l i p s e 體系架構(gòu)9 3 1 1運行時內(nèi)核1 0 3 1 2 工作臺1 0 3 1 3工作空間1 1 3 2 e c l i p s e 插件開發(fā)1 2 3 2 1 e c l i p s e 插件機制1 2 3 2 2擴展點介紹1 2 3 3本章小結(jié)1 3 第4 章插件需求分析。1 4 4 1 t a r g e tr e g i s t e re d i t o r 介紹。1 4 4 2 插件需求。l5 4 2 1嵌入式文件分析15 4 2 2插件工作流程。15 4 2 3 編輯器g u i 頁面設計1 6 4 2 4 o u t l i n e 導航視圖2 0 4 2 5 插件p r e f e r e n c e s 2 0 4 2 6 插件環(huán)境需求一2 l 4 3本章小結(jié)2 2 武漢理工大學碩士學位論文 第5 章插件詳細設計2 3 5 1嵌入式文件解析和插件導入導出向?qū)? 3 5 1 1 e c l i p s e 向?qū)Ы榻B及其向?qū)U展。2 3 5 1 2嵌入式文件解析2 7 5 2x m l 文件解析2 9 5 2 1基于d o m 的x m l 文件解析3 0 5 2 2基于s a x 的x m l 文件解析31 5 3m v c 架構(gòu)介紹3 2 5 4編輯器數(shù)據(jù)建模3 4 5 5編輯器圖形和表格頁面的設計與實現(xiàn)3 5 5 5 1s w t 和j f a c e 簡介3 5 5 5 2編輯器圖形頁面設計與實現(xiàn)3 5 5 5 3編輯器圖形頁面操作的實現(xiàn)3 7 5 5 4編輯器表格實現(xiàn)3 7 5 5 5編輯器表格操作的實現(xiàn)3 9 5 5 6 o u t l i n e 視圖4 3 5 6t r e 插件幫助的實現(xiàn)4 4 5 7本章小結(jié)4 6 第6 章插件測試4 7 6 1項目測試內(nèi)容和測試技術(shù)簡介4 7 6 1 1數(shù)據(jù)模型測試。4 8 6 1 2g u i 測試4 9 6 1 3導入導出向?qū)y試5 0 6 2測試結(jié)果5 0 6 3 本章小結(jié)5 1 第7 章總結(jié)5 2 7 1 工作總結(jié)5 2 7 2工作展望5 2 參考文獻5 4 至| 【謝5 6 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文5 7 武漢理工大學碩士學位論文 1 1 課題研究背景 第1 章緒論 近年來嵌入式市場發(fā)展迅速，軟硬件的復雜度越來越高，市場上嵌入式應用 越來越多，需求越來越豐富，嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)也變得越來越復雜。但是市場要 求嵌入式系統(tǒng)開發(fā)周期更短，可靠性更高，嵌入式開發(fā)工具的發(fā)展遇到新的挑戰(zhàn)。 相對p c 機上的軟件設計，嵌入式系統(tǒng)復雜性更高，涉及到更多的硬件知識 和操作系統(tǒng)底層相關的知識【i l 。很多嵌入式系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)應用3 2 位嵌入式處理 器，復雜度遠遠超過了之前的8 位和1 6 位的嵌入式處理器，嵌入式設計也就更 加復雜。嵌入式系統(tǒng)一般采用的是交叉開發(fā)模式【2 】，這種模式效率相對低下，不 方便項目的管理。開發(fā)過程中會使用到各種工具，由于項目需求，可能會選擇不 同廠商的開發(fā)工具交叉和組合開發(fā)。如能將眾多的工具無縫配合使用，就可以顯 著減少工作量，提高嵌入式項目開發(fā)的工作效率。圖形化的開發(fā)方法和工具已經(jīng) 開始在嵌入式開發(fā)中被使用，圖形化的開發(fā)方法將大大減小項目的工作量和復雜 度。這些都說明嵌入式開發(fā)工具越來越不能滿足當前的需求。 e c l i p s e 是一個開放源代碼的、基于j a v a 的可擴展開發(fā)平臺，e c l i p s e 最大 的特點就是其插件體系結(jié)構(gòu)【3 1 。e c l i p s e 是由一個內(nèi)核和很多的插件組成的，具 有堆積木似的體系結(jié)構(gòu)【4 】。e c l i p s e 的插件機制使得各個公司可以根據(jù)e c l i p s e 插件開發(fā)規(guī)范開發(fā)滿足自己特定需要的插件，如果有必要，e c l i p s e 可以將這些 來自不同公司的插件集成到其中，組成一個功能強大的集成開發(fā)環(huán)境【5 】。 綜上所述，嵌入式開發(fā)過程中需要用到各種開發(fā)工具，如果用戶在e c l i p s e 上開發(fā)對應的插件，這些插件就可以無縫集成到e c l i p s e 平臺中，從而搭建出一 個滿足嵌入式開發(fā)需求，界面風格統(tǒng)一的嵌入式集成開發(fā)環(huán)境【6 】。 1 2 課題來源及研究內(nèi)容 t a r g e tr e g i s t e re d i t o r 是某國際知名公司高端嵌入式開發(fā)工具r v d s 下的 一個開源平臺組件之一，由深圳市英蓓特公司武漢研發(fā)中心負責開發(fā)。系統(tǒng)采用 e c l i p s e 插件方式開發(fā)。該插件主要用來編輯和生成多種格式的嵌入式文件。 論文研究了e c l i p s e 平臺，e c l i p s e 插件開發(fā)技術(shù)，s w t j f a c e l 7 】，分析了多 種嵌入式文件的結(jié)構(gòu)，研究了嵌入式文件和x m l 文件的解析技術(shù)，在此基礎上， 武漢理工大學碩士學位論文 采用e c l i p s e 插件多頁編輯器開發(fā)了t a r g e tr e g i s t e re d i t o r 插件，插件能解 析多種類型的嵌入式文件，將文件中結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)導入到編輯器中，在編輯器中 對數(shù)據(jù)實現(xiàn)了圖形化表格化的顯示，提供了對數(shù)據(jù)各種常規(guī)操作和關聯(lián)操作。通 過編輯器還可以直接生成嵌入式文件。 1 3 論文結(jié)構(gòu) 第一章為緒論，主要介紹了課題的研究背景。 第二章介紹了嵌入式軟件開發(fā)，嵌入式開發(fā)工具的特點、發(fā)展趨勢和遇到的 挑戰(zhàn)，嵌入式開發(fā)的圖形化。 第三章綜述了e c l i p s e 體系架構(gòu)，詳細的介紹了e c l i p s e 插件開發(fā)機制。 第四章介紹了插件的總體需求。 第五章詳細介紹了插件建模，功能實現(xiàn)和g u i 設計。 第六章介紹了插件的測試方案和測試結(jié)果。 第七章總結(jié)了項目的問題及其未來擴展。 2 武漢理工大學碩士學位論文 第2 章嵌入式軟件開發(fā) 隨著信息社會的不斷發(fā)展，嵌入式技術(shù)發(fā)展越來越迅速。現(xiàn)在嵌入式產(chǎn)品已 經(jīng)普及到社會的各個領域，而且在將來，嵌入式系統(tǒng)還將具有更加廣闊的應用前 景和巨大的發(fā)展?jié)摿?。嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為跨領域最流行的技術(shù)之一。 2 1 嵌入式系統(tǒng)簡介 國際電氣和電子工程師協(xié)會對嵌入式系統(tǒng)的定義是“控制、監(jiān)視或者輔助裝 置、機器和設備運行的裝置( d e v i c e su s e dt oc o n t r o l ，m o n i t o r ，o ra s s i s t t h eo p e r a t i o no fe q u i p m e n t 。m a c h i n e r yo rp l a n t s ) 。 嵌入式系統(tǒng)是一個比較模糊的概念?，F(xiàn)在，人們在生活中越來越頻繁的接觸 和使用嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品，嵌入式系統(tǒng)的應用越來越廣泛，這些客觀的情況都使得 嵌入式系統(tǒng)的定義更難確定。在國內(nèi)，嵌入式系統(tǒng)定義為以應用為中心，以計算 機技術(shù)為基礎，并且軟硬件可裁剪，適用于應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體 積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)【8 】。 嵌入式系統(tǒng)設備一般是由嵌入式系統(tǒng)和執(zhí)行裝置構(gòu)成的。嵌入式計算機系統(tǒng) 包含硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件層和應用軟件層四層，硬件層包括嵌入式微處理 器、存儲器、通用的設備接口和各種i 0 接口【9 1 。 嵌入式系統(tǒng)有如下重要特征：系統(tǒng)內(nèi)核小，專用性強，系統(tǒng)精簡。高實時性 的系統(tǒng)軟件是嵌入式軟件的基本要求，嵌入式軟件開發(fā)要走向標準化就必須使用 多任務的操作系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要開發(fā)工具和環(huán)境【1 0 】。 2 2 嵌入式開發(fā)工具開發(fā) 2 2 1 嵌入式軟件開發(fā)的特點 嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)類似于桌面軟件的開發(fā)，需要開發(fā)工具和環(huán)境。但是由 于嵌入式系統(tǒng)本身的特點，不具備在其上直接進行嵌入式軟件開發(fā)的能力。之所 以要在通用計算機上面進行嵌入式開發(fā)，有很多方面的原因：第一，上面提到的 嵌入式系統(tǒng)本身的特點，不具備在其上直接進行嵌入式軟件開發(fā)的能力；第二， 在通用計算機平臺上，具備嵌入式系統(tǒng)上面很多不具備的條件，比如各種硬件和 軟件資源。所以，嵌入式開發(fā)時有主機和目標機概念，主機用做程序開發(fā)，目標 3 武漢理工大學碩士學位論文 機用作執(zhí)行機，開發(fā)時交替結(jié)合進行【1 1 1 。 宿主系統(tǒng)通信系統(tǒng)目標系統(tǒng) q 醴) ( c o m )1 蜘蕾e t ) 開發(fā) ( 編輯、編澤、連 接，調(diào)試) 運行 ( 運行程序，) 宿蕘機操作系統(tǒng) 宿主機硬件 目標枧硬件 圖2 - 1 交叉開發(fā)系統(tǒng) 嵌入式應用軟件開發(fā)具有自身特點【1 2 1 ： ( 1 ) 需要集成軟硬件開發(fā)環(huán)境。 ( 2 ) 引入了新的任務設計方法。 ( 3 ) 開發(fā)完成后需要進行固化和固化測試。 ( 4 ) 軟件要求更高，開發(fā)難度加大。 嵌入式應用軟件開發(fā)的這些特點，加大了嵌入式應用軟件的開發(fā)難度。很多 著名的芯片制造商除了設計開發(fā)自己的芯片，還開發(fā)基于芯片的嵌入式開發(fā)工 具。很多專門的實時軟件公司也在努力開發(fā)性能優(yōu)良的嵌入式集成開發(fā)環(huán)境，比 如r v d s 、w o r k b e n c h 等等，以方便嵌入式開發(fā)人員的設計與開發(fā)，降低嵌入式軟 件開發(fā)的難度【1 3 1 。 2 2 2 嵌入式開發(fā)工具面臨的挑戰(zhàn) 嵌入式開發(fā)和基于p c 的開發(fā)相比，具有其不同復雜性，涉及更廣更復雜的知 識，例如，硬件方面和操作系統(tǒng)方面的。 總體上，現(xiàn)在嵌入式設計和軟件開發(fā)對工具軟件提出了以下挑戰(zhàn)或新的需 求： ( 1 ) 如何從4 8 1 6 位處理器過渡到3 2 位處理器 多數(shù)高校畢業(yè)生在學校接受8 位處理器的培訓，中國很多嵌入式工程師都具 有8 位處理器的開發(fā)經(jīng)驗，8 位嵌入式處理器目前還具有很大的市場份額，但是， 3 2 位的嵌入式處理器現(xiàn)在應用越來越廣泛。3 2 位和8 位處理器區(qū)別很大，從8 位處理器開發(fā)中過度到3 2 位處理器就顯得至關重要。那么就有必要讓這些工程 師在進行3 2 位處理器開發(fā)時，為他們提供類似之前8 位處理器的界面和接口。 ( 2 ) 如何加快開發(fā)周期 4 武漢理工大學碩士學位論文 市場上對嵌入式系統(tǒng)應用要求越來越廣泛，嵌入式系統(tǒng)越來越多的采用更高 位的嵌入式處理器，除了嵌入式軟件運行的可行性和穩(wěn)定性，嵌入式應用軟件在 用戶體驗方面的表現(xiàn)也直接影響嵌入式軟件開發(fā)的復雜度。所以隨著市場對嵌入 式應用需求更加旺盛，對嵌入式軟件設計要求不斷提高的形式，如何加快嵌入式 軟件開發(fā)周期就變得非常重要。另外，嵌入式開發(fā)時，軟件和硬件的關系非常密 切，開發(fā)要求協(xié)同進行。如果能減弱之間的強耦合關系，特別是軟件開發(fā)對硬件 的依賴，就將明顯縮短項目開發(fā)周期。 ( 3 ) 各類工具之間如何配合 現(xiàn)在，很多嵌入式開發(fā)一般采用交叉開發(fā)的方式。嵌入式開發(fā)的過程中需要 用到各種編輯編譯工具、調(diào)試工具、開發(fā)環(huán)境等，而且這些工具和環(huán)境可能在不 同的系統(tǒng)環(huán)境中運行，工具也可能來自不同的廠商，這種嵌入式開發(fā)方式基本 是分步進行的，效率非常低下，如果能夠?qū)⑦@些工具集成到一個開發(fā)環(huán)境中，就 可以大大提高嵌入式開發(fā)的效率，同時，也可以提高系統(tǒng)的調(diào)試效率，減少項目 管理成本。 ( 4 ) 如何實現(xiàn)圖形化開發(fā) 圖形化開發(fā)在嵌入式領域應用越來越廣泛，針對嵌入式系統(tǒng)設計中的某些環(huán) 節(jié)，使用圖形化的開發(fā)工具，可以大大提高嵌入式開發(fā)的效率。在嵌入式配置文 件的編輯，嵌入式軟件編程以及硬件設計中，目前都已經(jīng)有很多優(yōu)秀的開發(fā)工具， 例如本文研究的t a r g e tr e g i s t e re d i t o r 這個插件可以以圖形化的方式編輯多 種嵌入式文件，可以通過圖形和表格方式生成配置文件。r e a l v i e wm d k 能用圖 形對話框生成大量匯編代碼，顯著提高開發(fā)效率，對于新手來說，更加方便高效。 2 2 3 嵌入式開發(fā)工具的平臺化和開源化 嵌入式軟件開發(fā)一般采用交叉開發(fā)模式，開發(fā)的過程中，使用了多個公司、 多種環(huán)境下的工具。很顯然，由于這些客觀的原因，在這種交叉開發(fā)模式中，各 種開發(fā)工具很難配合使用，開發(fā)的過程中開發(fā)人員需要在不同的開發(fā)工具之間交 替進行，還需要在不同的開發(fā)環(huán)境甚至是系統(tǒng)環(huán)境之間切換，這些都大大增加了 嵌入式軟件項目的開發(fā)成本和項目管理的難度。 基于以上原因，如果能夠有選擇的讓這些開發(fā)工具依托一個集成開發(fā)環(huán)境而 聚集在一起，并且讓集成開發(fā)環(huán)境來解決各個開發(fā)工具之間的關聯(lián)和交互的問 題，為各個開發(fā)工具提供一個平臺，如此將會給嵌入式開發(fā)帶來很多益處。 首先從用戶的角度來說，用戶只需要直接使用嵌入式集成開發(fā)環(huán)境中的各個 開發(fā)工具進行開發(fā)就可以了，各個工具單獨使用，不用關注各個工具之間的交互， 因此用戶可以將更多的經(jīng)歷放在軟件研發(fā)上，集成開發(fā)環(huán)境自動屏蔽了其他的問 5 武漢理工大學碩士學位論文 題。例如在e c l i p s e 集成開發(fā)環(huán)境中，可以直接使用j d t 插件進行j a v a 開發(fā)， 然后又可以使用e c li p s e 中j u n i t 框架進行單元測試，至于j d t 插件和j u n i t 測試框架之間有什么關系，用戶完全不用關心，而只需要知道如何分別使用這些 工具就可以了。 其次，在嵌入式集成開發(fā)環(huán)境中，各種開發(fā)工具集成在一起，用戶在使用開 發(fā)環(huán)境時，可以不用在不同的模式，系統(tǒng)環(huán)境中來回切換。這些都極大的提高了 嵌入式軟件開發(fā)的效率。同時，從項目管理的角度來說，在一個集成開發(fā)環(huán)境中 可以管理整個工程的開發(fā)和進度，有方便了項目的管理和進度的度量。 從以上可以看出嵌入式開發(fā)工具平臺化的優(yōu)勢。 嵌入式開發(fā)工具的開源化不是指開發(fā)工具的開源，而是指基于開源平臺，比 如基于e c l i p s e 平臺開發(fā)開發(fā)工具。 e c li p s e 是一個開源的平臺，具有插件體系結(jié)構(gòu)，任何遵守插件開發(fā)標準的 公司和個人都可以基于e c l i p s e 平臺開發(fā)插件，而且e c l i p s e 可以將這些插件， 又可以稱為開發(fā)工具，無縫的集成到e c l i p s e 中。從這一個角度講，e c l i p s e 的 插件體系結(jié)構(gòu)為基于e c l i p s e 平臺的嵌入式開發(fā)工具平臺化提供了理論可行性。 使用e c l i p s e 這個開源平臺作為嵌入式開發(fā)平臺具有很多優(yōu)點。 l ，軟件復用。 從軟件復用的角度講，既然已經(jīng)存在e c l i p s e 這個開源且功能強大的平臺， 那么任何公司和個人都可以研究e c l i p s e 平臺的結(jié)構(gòu)，然后基于e c l i p s e 插件結(jié) 構(gòu)來開發(fā)適合自己的開發(fā)工具，這些開發(fā)工具可以以插件的形式發(fā)布，如果有必 要，也可以將這些插件無縫的集成到e c li p s e 中。如此，將會產(chǎn)生數(shù)量眾多并且 功能強大的嵌入式開發(fā)工具和平臺。而這正好滿足了當前嵌入式開發(fā)對嵌入式開 發(fā)工具旺盛的要求。 2 ，可擴展性。 由于e c l i p s e 的插件機制使得e c l i p s e 平臺具有良好的擴展性。按照插件開 發(fā)的標準，任何遵守插件開發(fā)規(guī)范開發(fā)的插件，都可以無縫的集成到e c l i p s e 平臺中。這就是說基于e c l i p s e 的嵌入式開發(fā)平臺就非常容易進行擴展，這種擴 展性剛好滿足了嵌入式開發(fā)工具不斷擴展和更新的要求。 3 ，可升級性。 e c l i p s e 插件的升級非常方便，用戶只要用開發(fā)好的新版本插件直接替換舊 版本的插件就可以完成插件的更新，而且插件的更新不影響環(huán)境中其他的插件的 運行。所以，基于e c l i p s e 平臺的嵌入式開發(fā)工具的升級也很方便。 4 ，跨平臺性。 由于j a v a 的跨平臺性，e c l i p s e 是使用j a v a 開發(fā)的，所以e c l i p s e 也具有 6 武漢理工大學碩士學位論文 良好的跨平臺性。那么，基于e c l i p s e 的嵌入式集成開發(fā)環(huán)境可以在不同平臺下 進行自身的升級和項目開發(fā)。 2 2 4 嵌入式開發(fā)工具的圖形化 目前，圖形化的設計和開發(fā)在軟硬件和其他很多領域都有了很多的應用，出 現(xiàn)了很多優(yōu)秀的工具和軟件。圖形化開發(fā)在嵌入式領域應用的也越來越廣泛，針 對嵌入式系統(tǒng)設計中的某些環(huán)節(jié)，使用圖形化的開發(fā)工具進行設計和開發(fā)，可以 大大提高嵌入式軟件開發(fā)和硬件設計的效率。例如，在嵌入式配置文件的編輯， 嵌入式軟件編程以及硬件設計中，目前都已經(jīng)有很多優(yōu)秀的開發(fā)工具，例如本文 研究的t a r g e tr e g i s t e re d i t o r 這個插件可以以圖形化的方式編輯多種嵌入式 文件，可以通過圖形和表格的方式生成嵌入式文件。r e a l v i e vm d k 啟動代碼生 成器，使用圖形對話框方便地生成大量的匯編程序，顯著提高了效率，圖形化的 設計方法對于新手而言，更加方便高效。 目前，出現(xiàn)了一些圖形化的設計和開發(fā)工具，有的是針對系統(tǒng)的設計的，有 的是針對軟硬件開發(fā)中的某些環(huán)節(jié)的，這些軟件或工具都大大提高了工程的效 率。以下簡介幾種圖形化的開發(fā)工具。 l a b v i e w 程序開發(fā)環(huán)境是美國國家儀器公司開發(fā)的，類似c 和b a s i c 等開發(fā) 環(huán)境，但l a b v i e w 與其他語言的區(qū)別是：其他語言采用文本編寫源碼，l a b v i e w 用g 語言編程，g 語言是圖形化的，源碼由框圖組成。l a b v l e w 用圖標代替文本 開發(fā)應用程序。l a b v i e w 大大提高了工作效率。 支持嵌入式軟件開發(fā)工作流程的圖形化平臺軟件一紅旗d e v s p a r t n e r 。r e d f l a gd e v s p a r t n e r 是一個全面支持嵌入式軟件開發(fā)工作流程的全圖形化平臺軟 件，實現(xiàn)了模式驅(qū)動的嵌入式l i n u x 及其應用開發(fā)，提供了工具鏈自動配置、根 文件系統(tǒng)定制、圖形化調(diào)試、性能評估及調(diào)優(yōu)等特色功能。針對嵌入式產(chǎn)品上市 周期趨短，嵌入式軟件開發(fā)與積累難度大、復用性低與協(xié)作性差的矛盾， d e v s p a r t n e r 以e e l i p s e 為基礎，提供了穩(wěn)定、強大、開放的的嵌入式l i n u x 圖 形化開發(fā)平臺，借助d e v s p a r t n e r 的開放性和可擴展性，用戶實施基于嵌入式 l i n u x 產(chǎn)品的開發(fā)時，效率較傳統(tǒng)方式有極大的提高。r e df l a gd e v s p a r t n e r 支 持團隊開發(fā)與協(xié)作，保證了團隊開發(fā)的一致性，提高了溝通效率。r e df l a g d e v s p a r t n e r 支持廣泛的硬件和第三方開發(fā)工具，降低了開發(fā)成本，創(chuàng)造連續(xù)高 效的業(yè)務價值。 r v d s ( r e a l v i e wd e v e l o p m e n ts u i t e ) 是a r m 公司最新推出的面向s o c 和大 型復雜應用程序的高端開發(fā)工具，被業(yè)界稱為最好的a r m 開發(fā)工具。r v d s 包含 有四個模塊：i d e ，r v d s 中集成了e c l i p s ei d e ，用于代碼的編輯和管理。支持 7 武漢理工大學碩士學位論文 語句高亮和多顏色顯示，以工程的方式管理代碼，支持第三方e c l i p s e 功能插件。 r v c t ，r v c t 是業(yè)界最優(yōu)秀的編譯器，支持全系列的a 跚和x s c a l e 架構(gòu)，支持匯 編、c 和c + + 。r v d ，是r v d s 中的調(diào)試軟件，功能強大，支持f l a s h 燒寫和多核 調(diào)試，支持多種調(diào)試手段，快速錯誤定位。r v i s s ，是指令集仿真器，支持外設 虛擬，可以使軟件開發(fā)和硬件開發(fā)同步進行，同時可以分析代碼性能，加快軟件 開發(fā)速度。r v d s 具有以下優(yōu)點：l 編譯后生成的代碼小，執(zhí)行效率高；2 支持 l i n u x 操作系統(tǒng)；3 調(diào)試功能強大：4 具有t r a c e 和p r o f i l e 功能，對程序進行 優(yōu)化，進行代碼測試和調(diào)試；5 可以進行外設虛擬，軟硬件同步開發(fā)：6 具有獨 特的p r o f i l e r 。7r v i j t a g 仿真器實現(xiàn)源代碼的調(diào)試。 2 3 本章小結(jié) 本章首先簡介了嵌入式系統(tǒng)的相關概念，然后比較詳細的介紹了嵌入式工具 軟件面臨的挑戰(zhàn)，嵌入式工具軟件的平臺化和開源化的發(fā)展趨勢，最后說明嵌入 式開發(fā)的圖形化。 8 武漢理工大學碩士學位論文 第3 章e c1 p s e 平臺及插件開發(fā) e c l i p s e 是一個開放源代碼的、基于j a v a 的可擴展開發(fā)平劊1 4 】。就它的本 身而言，可以認為是一個集成開發(fā)框架和一組服務，能夠用于通過創(chuàng)建插件的方 法構(gòu)建新的開發(fā)環(huán)境。e c l i p s e 主要由一個非常小的內(nèi)核和很多插件工具組合而 成，在e c l i p s e 中就集成了很多像j a v a 開發(fā)工具j d t 和插件開發(fā)環(huán)境p d e 等功 能很強大的插件【1 5 1 ?；趀 c l i p s e 平臺，任何人或者是公司團體，在遵循插件 開發(fā)的規(guī)范的前提下，就可以開發(fā)滿足他們特定需求的插件工具，然后將這些插 件無縫集成到e c l i p s e 環(huán)境中，以此來擴展e c l i p s e 的功能。 3 1e ciip s e 體系架構(gòu) e c li p s e 結(jié)構(gòu)體系如下圖所示： 7 ：一 7。 一一一、 e 鋤辨p l m fm p 0 l 、一 陬 導s w l i 一, - i ： l 里 一一一；，。i 孝 剖 一_ l ： l p l a l f o n n “m e 圖3 - 1e c l i p s e 平臺架構(gòu) 如上圖e c l i p s ep r o j e c t ，e c l i p s e 主要由e c l i p s e 平臺，j a v ad e v e l o p m e n t t o o l s ( j d t ) ，p l u g i nd e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t ( p d e ) 和其它插件和工具組 成。從上圖中插頭的方向可以分析出，e c l i p s ep l a t f o r m 是e c l i p s e 的基礎， j a v ad e v e l o p m e n tt o o l s ( j d t ) ，p l u g i nd e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t ( p d e ) 都 依賴它，而插件開發(fā)環(huán)境又構(gòu)建在j a v a 開發(fā)環(huán)境上。j d t 是用來進行j a v a 開發(fā) 的插件，p d e 是在e c l i p s e 平臺和j d t 的基礎上開發(fā)的，為用戶提供開發(fā)插件