現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)設(shè)計新發(fā)展ppt課件

1、現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的新開展Howard Dr.Wu2021-10-18嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)的歷史與概念無所不在的嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的根本組成與設(shè)計嵌入式熱點領(lǐng)域什么是嵌入式系統(tǒng)Embedded system個人電腦嵌入式系統(tǒng)嵌入式簡單定義嵌入式系統(tǒng)是指為某種特殊義務(wù)將操作系統(tǒng)和功能軟件集成于計算機硬件系統(tǒng)之中。可以以為凡是帶有微處置器的公用軟硬件系統(tǒng)都可以稱為嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)定義IEEE: “Device used to control，monitor，or assist the operation of equipment，machinery or plants.嵌入式系統(tǒng)是以運用

2、為中心、以計算機技術(shù)為根底、軟件硬件可裁剪、順應(yīng)運用系統(tǒng)對功能、可靠性、本錢、體積、功耗嚴厲要求的公用計算機系統(tǒng)。計算機工業(yè)的分類以往計算機分類：大型計算機、中型機、小型機和微計算機目前計算機分類：超級計算機，大型計算機、任務(wù)站、微計算機、亞微計算機亞微計算機(嵌入式計算機) 是以嵌入式系統(tǒng)的方式隱藏在各種安裝、產(chǎn)品和系統(tǒng)中歷史電腦用于控制設(shè)備或嵌入系統(tǒng)的歷史幾乎與電腦本身的歷史一樣長MCU在計算機控制系統(tǒng)的運用功能單片機掀起電子化浪潮微處置器高速開展推進了嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的演化8031/8051單片機系統(tǒng)，自行編寫程序；68360/386EX控制系統(tǒng)，本人編寫簡單的操作系統(tǒng)；32位嵌入式

3、處置器pSoS嵌入式操作系統(tǒng)TCP/IP協(xié)議棧；各種SoC+嵌入式Linux/VxWorks+嵌入式Web 設(shè)備server以及各種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧GUI圖形界面無線模塊現(xiàn)代可挪動的網(wǎng)絡(luò)智能設(shè)備嵌入式系統(tǒng)的開展趨勢(1)嵌入式運用軟件的開發(fā)需求強大的開發(fā)工具和操作系統(tǒng)的支持采用實時多義務(wù)編程技術(shù)和交叉開發(fā)工具技術(shù)來控制功能復(fù)雜性，簡化運用程序設(shè)計、保證軟件質(zhì)量和縮短開發(fā)周期。 嵌入式操作系統(tǒng)將在現(xiàn)有的根底上，不斷采用先進的操作系統(tǒng)技術(shù)，結(jié)合嵌入式系統(tǒng)的需求向:可順應(yīng)不同的嵌入式硬件平臺具有可移植、可伸縮、功能強大、可配置、良好的實時性、可靠性、高可用方向開展 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具嵌入式開發(fā)工具支持

4、多種硬件平臺覆蓋嵌入式軟件開發(fā)過程各個階段高效高度集成的工具集方向開展Requirement AnalysisSoftware DesignCodingTestRelease嵌入式軟件開發(fā)根本過程嵌入式系統(tǒng)的開展趨勢(2)嵌入式系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)成為必然趨勢，驅(qū)動了大量新的運用針對外部聯(lián)網(wǎng)要求，嵌入系統(tǒng)必需配有通訊接口，需求TCP/IP協(xié)議簇軟件支持。針對內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)要求，新一代嵌入式系統(tǒng)還需具備IEEE4、USB、CAN、Bluetooth或IrDA/2G/3G通訊接口，同時也需求提供相應(yīng)的通訊組網(wǎng)協(xié)議軟件和物理層驅(qū)動軟件。為了支持網(wǎng)絡(luò)交互的運用，還需內(nèi)置XML閱讀器和Web Server。嵌入式系統(tǒng)的開

5、展趨勢(3)嵌入式系統(tǒng)向新的嵌入式計算模型方向開展 支持自然的人機交互和互動的、圖形化、多媒體的嵌入式人機界面。操作簡便、直觀、無須學(xué)習(xí)。如司機支配高度自動化的汽車主要還是經(jīng)過習(xí)慣的方向盤、腳踏板和支配桿。 可編程的嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)可支持二次開發(fā)如采用嵌入式Java技術(shù)，可動態(tài)加載和晉級軟件，加強嵌入式系統(tǒng)功能。 支持分布式計算。與其他嵌入式系統(tǒng)和通用計算機系統(tǒng)互聯(lián)構(gòu)成分布式計算環(huán)境。 無所不在的嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的運用遠遠超越了各種通用計算機一臺通用計算機的外部設(shè)備中就包含了5-10個嵌入式微處置器：鍵盤、鼠標、軟驅(qū)、硬盤、顯示卡、顯示器、Modem、網(wǎng)卡、聲卡、打印機、掃描儀、數(shù)字

6、相機、USB集線器等均是由嵌入式處置器控制的。在制造工業(yè)、過程控制、通訊、儀器、儀表、汽車、船舶、航空、航天、軍事配備、消費類產(chǎn)品等方面均是嵌入式計算機的運用領(lǐng)域。 經(jīng)典運用CISCO的路由器華為、中興的以太網(wǎng)交換機高可靠以及可配置的網(wǎng)管型工業(yè)交換機恒基偉業(yè)的商務(wù)通PDA；現(xiàn)代高檔3G手機美國宇航局的火星探測器Sony的機器狗AIBO嵌入式系統(tǒng)的運用領(lǐng)域一 家用市場 機頂盒、掌上電腦、DVD、MP3、數(shù)碼相機、數(shù)字電視、WebTV、網(wǎng)絡(luò)冰箱、網(wǎng)絡(luò)空調(diào)、家庭網(wǎng)關(guān)、智能家用電器、車載導(dǎo)航器系統(tǒng)等通訊市場 交換系統(tǒng)，電纜系統(tǒng)，衛(wèi)星和全球定位系統(tǒng)L3D，數(shù)據(jù)交換設(shè)備，挪動等工業(yè)市場 制造工廠，污水處置

7、系統(tǒng)，發(fā)電站和電力傳輸系統(tǒng)，自動化工廠，控制系統(tǒng)開發(fā)，維護和測試的工具，石油提煉和相關(guān)的貯運設(shè)備，建筑設(shè)備，計算機輔助制造系統(tǒng)，能源控制系統(tǒng)，核電站，機器人系統(tǒng)等商業(yè)和金融市場 自動柜員機，信譽卡系統(tǒng)，售貨端系統(tǒng)，平安系統(tǒng)等嵌入式系統(tǒng)的運用領(lǐng)域二辦公市場 系統(tǒng)，系統(tǒng)，復(fù)印機，計時系統(tǒng)，照相機和攝象機運輸市場 航空、鐵路、公路運輸系統(tǒng)，燃料效力，航空管理，信令系統(tǒng)，雷達系統(tǒng)，交通指揮系統(tǒng)，停車系統(tǒng)，售票系統(tǒng)，乘客信息系統(tǒng)，檢票系統(tǒng)，行李處置系統(tǒng)，應(yīng)急設(shè)備等建筑市場 電力供應(yīng)，備用電源和發(fā)電機，火警控制系統(tǒng)，供熱和通風(fēng)系統(tǒng)，電梯和升降系統(tǒng)，車庫管理，安保系統(tǒng)，電子門鎖系統(tǒng)，樓宇管理系統(tǒng)，閉路電視系

8、統(tǒng)，電子保險柜，警鈴等醫(yī)療市場 心臟除顫器，心臟起搏器，患者信息和監(jiān)視系統(tǒng)，MN光設(shè)備，理療控制系統(tǒng)，電磁成像系統(tǒng)等軍事 武器控制嵌入式系統(tǒng)熱點運用信息家電車載系統(tǒng)軍事工業(yè)醫(yī)療器械信息家電運用特點市場宏大低本錢要求利潤空間小競爭猛烈人機界面友好網(wǎng)絡(luò)化車載系統(tǒng)運用特點與汽車工業(yè)相配套利潤空間較大可靠性要求較高無線通訊要求軍事與航天工業(yè)運用特點市場壟斷性強高利潤可靠性要求高平安性要求高本錢要求布不高勇氣號軍事航天工業(yè)產(chǎn)品數(shù)字化單兵信息配備夜視掃描、全球定位、指揮通訊醫(yī)療行業(yè)運用特點可關(guān)注市場寬廣，進入門檻較高利潤極高 未來三年，中國便攜醫(yī)療電子市場年復(fù)合增長率將超越30%，其市場規(guī)模從2006年的

9、80億元迅速擴展到2021的380億元。 便攜醫(yī)療電子產(chǎn)品是切入點便攜醫(yī)療產(chǎn)品和醫(yī)療信息化配套產(chǎn)品是目前國內(nèi)嵌入式系統(tǒng)廠家切入醫(yī)療電子市場的亮點。國內(nèi)外鄉(xiāng)的醫(yī)療器械消費廠家還很少，國外廠家還遠遠沒有占領(lǐng)市場的多數(shù)份額，48%的市場還待開辟，國內(nèi)醫(yī)療電子消費企業(yè)的時機很多嵌入式醫(yī)療設(shè)備網(wǎng)絡(luò)應(yīng)對醫(yī)療電子產(chǎn)品設(shè)計特殊性要求 普通來講，醫(yī)療設(shè)備由下面幾個部分組成：電子控制部分、顯示和操作臺、給養(yǎng)供應(yīng)和數(shù)據(jù)采集、以及其他設(shè)備接口(包括IT等)，每個部分都能夠有獨立的MCU 或者ASIC/FPGA，甚至是高性能的嵌入式計算機組成的多處置器系統(tǒng)。軟件研發(fā)的費用在現(xiàn)代醫(yī)療設(shè)備研發(fā)費用中所占的比重曾經(jīng)超越50%

10、，未來還會添加。醫(yī)療設(shè)備的特殊性表達在下面幾個方面：第一， 平安性。在醫(yī)療設(shè)備設(shè)計中平安性具有特別重要的位置和級別，數(shù)據(jù)平安也是平安性的另一個方面，斷電后的數(shù)據(jù)維護、數(shù)據(jù)長期運用的維護和保管對于醫(yī)療診斷有著重要的意義，國際上一些著名的嵌入式操作系統(tǒng)如VxWorks OS Cert(認證符合IEC61508規(guī)范)，BSP Cert(經(jīng)過綁帶某個CPU的認證)和平安測試認證效力可以為醫(yī)療設(shè)備的軟件中心提高平安保證。第二， 實時性。醫(yī)療設(shè)備是個實時系統(tǒng)，在復(fù)雜的醫(yī)療設(shè)備中應(yīng)該采用實時多義務(wù)操作系統(tǒng)，比如VxWorks、實時Linux、uC/OS-II是必要的，在IT接口的設(shè)備上可以采用通用的操作系統(tǒng)

11、，如 Windows和Linux，在設(shè)備的部件之間應(yīng)該采器具有實時和容錯才干的CAN總線技術(shù)。第三， 可診斷性。醫(yī)療設(shè)備的可用性要求很高的，不延續(xù)的任務(wù)要求(醫(yī)療設(shè)備普通要求是365天和24小時待命)，使得設(shè)備應(yīng)該有一個方便和一致性好的診斷軟件(方式)，完成定期檢測和隨機的診斷，方便的診斷接口，易識別的缺點報告等。第四， 符合人體和醫(yī)學(xué)習(xí)慣。醫(yī)療設(shè)備的診斷對象是病人，運用者是醫(yī)生，設(shè)計醫(yī)療設(shè)備應(yīng)該充分思索到誤操作能夠給病患帶來的后果和苦楚，因此在工程開發(fā)的初期應(yīng)該和臨床人員協(xié)作對操作過程進展評價和測試。嵌入式系統(tǒng)的根本組成與設(shè)計 嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式處置器、相關(guān)支撐硬件、嵌入式操作系統(tǒng)及運用

12、軟件系統(tǒng)等組成，它是集軟硬件于一體的可獨立任務(wù)的“器件交叉學(xué)科先進的計算機技術(shù)半導(dǎo)體技術(shù)電子技術(shù)各個行業(yè)面向詳細運用嵌入式系統(tǒng)的產(chǎn)品特征 硬件：嵌入式處置器的功耗、體積、本錢、可靠性、速度、處置才干、電磁兼容性等方面嵌入式軟件生命周期嵌入式產(chǎn)品軟件以只讀存儲器為載體不可以隨意改換嵌入式處置器 嵌入式系統(tǒng)的中心部件 種類總量曾經(jīng)超越1000多種，流行體系構(gòu)造有30幾個系列，其中8051體系的占有多半嵌入式計算機內(nèi)核分類 嵌入式微處置器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU) 嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU) 嵌入式DSP處置器(

13、Embedded Digital Signal Processor, EDSP) 嵌入式片上系統(tǒng)(System On Chip, SOC) 嵌入式系統(tǒng)硬件主流32,64位微處置器是目前嵌入式系統(tǒng)的中心主要硬件廠商包括Intel，Motorola，Philip，AMD等每個月都有新產(chǎn)品出現(xiàn)嵌入式微處置器(EMPU) 通用計算機中的CPU專門設(shè)計的電路板 只保管和嵌入式運用有關(guān)的母板功能 加強任務(wù)溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面功能和工業(yè)控制計算機類似嵌入式處置器目前主要有Am186/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM系列等嵌入式微控制器(MCU)又稱單片

14、機 以某一種微處置器內(nèi)核為中心，芯片內(nèi)部集成ROM/EPROM、RAM、總線、總線邏輯、定時/計數(shù)器、WatchDog、I/O、串行口、脈寬調(diào)制輸出、A/D、D/A、Flash RAM、EEPROM等各種必要功能和外設(shè)微控制器的最大特點是單片化，體積大大減小，從而使功耗和本錢下降、可靠性提高。 嵌入式微控制器(MCU)代表性的通用系列包括8051、P51XA、MCS-251、MCS-96/196/296、C166/167、MC68HC05/11/12/16、68300等。另外還有許多半通用系列如：支持USB接口的MCU 8XC930/931、C540、C541；支持I2C、CAN-Bus、LC

15、D及眾多公用MCU和兼容系列。目前MCU占嵌入式系統(tǒng)約70的市場份額。 嵌入式DSP處置器(EDSP) DSP處置器對系統(tǒng)構(gòu)造和指令進展了特殊設(shè)計，使其適宜于執(zhí)行DSP算法，編譯效率較高，指令執(zhí)行速度也較高。在數(shù)字濾波、FFT、譜分析等方面DSP算法正在大量進入嵌入式領(lǐng)域，DSP運用正從在通用單片機中以普通指令實現(xiàn)DSP功能，過渡到采用嵌入式DSP處置器。嵌入式DSP處置器(EDSP)有代表性的產(chǎn)品是Texas Instruments的 TMS320系列和Motorola的DSP56000系列。TMS320系列處置器包括用于控制的C2000系列，挪動通訊的C5000系列，以及性能更高的C600

16、0和C8000系列。DSP56000目前曾經(jīng)開展成為DSP56000，DSP56100，DSP56200和DSP56300等幾個不同系列的處置器。嵌入式片上系統(tǒng)(SOC)在一個硅片上實現(xiàn)一個復(fù)雜的系統(tǒng) 整個嵌入式系統(tǒng)大部分均可集成到一塊或幾塊芯片中去運用系統(tǒng)電路板將變得很簡約 SOC可以分為通用和公用兩類。通用系列包括Infineon(Siemens)的TriCore，Motorola的M-Core，某些ARM系列器件，Echelon和Motorola結(jié)合研制的Neuron芯片等。公用SOC普通公用于某個或某類系統(tǒng)中。有代表性的產(chǎn)品是Philips的Smart XA嵌入式系統(tǒng)軟件的特征 (1)

17、 軟件要求固態(tài)化存儲 (2) 軟件代碼高質(zhì)量、高可靠性 (3) 系統(tǒng)軟件(OS)的高實時性是根本要求 (4) 多義務(wù)操作系統(tǒng)是知識集成的平臺和走向工業(yè)規(guī)范化道路的根底 嵌入式軟件主流VxWorks 是目前嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域中運用最廣泛、市場占有率最高的系統(tǒng)。Os-9是主要為高科技產(chǎn)品設(shè)計的，提高了很好的平安和容錯性，并且有很好的晉級才干和靈敏性。Palm Os，是Palm公司的操作系統(tǒng)，和微軟的Windows CE是PDA操作系統(tǒng)的兩大巨頭。LinuxWinCEXP EmbeddedQNX嵌入式系統(tǒng)軟件 1、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計言語 2、嵌入式操作系統(tǒng) 3、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境實時在線仿真系統(tǒng)ICE高級言

18、語編譯器源程序模擬器 嵌入式熱點領(lǐng)域日益增長的功能密度更高的可靠性保證靈敏的網(wǎng)絡(luò)銜接分布式運用和挪動運用多媒體信息處置更便利的信息共享順應(yīng)更加猛烈的市場競爭 系統(tǒng)設(shè)計方法實例 從整體來看，嵌入式系統(tǒng)分為兩個部分； 1與運用相關(guān)的硬件平臺，它擔(dān)任和外部環(huán)境進展交互； 2在這個硬件平臺上運轉(zhuǎn)的功能軟件。 在過去的幾年里，微電子技術(shù)的迅速開展使得硬件部件的破費降低了很多，軟件和硬件的區(qū)分也逐漸變得模糊。然而，嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)的原那么是在最短的時限內(nèi)和最低的破費設(shè)計出高性能的系統(tǒng)。最重要的步驟是根據(jù)詳細需求將整個系統(tǒng)分為硬件部分和軟件部分。 在通用PC平臺上作開發(fā)，這種軟硬件的劃分是很輕松的；但是，基

19、于嵌入式平臺，需求思索很多的要素。例如：為了提高運轉(zhuǎn)速度和減少義務(wù)切換的破費，必需將某些功能用硬件來實現(xiàn)。本文重點引見了兩種嵌入式系統(tǒng)設(shè)計模型，以及對這兩種嵌入式系統(tǒng)設(shè)計模型進展了分析比較。硬件優(yōu)先設(shè)計方法 首先是對整個系統(tǒng)的需求分析，由于嵌入式系統(tǒng)的特殊性，需求仔細思索功能性、能耗、本錢破費等各個方面。在完成了需求分析以后，下一步要進展的就是軟硬件部分的劃分，這一步非常重要，系統(tǒng)將要被分為軟件和硬件兩個部分： (1) 硬件部分包括系統(tǒng)的硬件平臺以及某些用公用硬件(例如:ASIC和Ip-cores)實現(xiàn)的功能模塊；(2) 軟件部分是指經(jīng)過特殊處置過的操作系統(tǒng)和建立在操作系統(tǒng)之上的一些功能模塊

20、雖然硬件優(yōu)先的設(shè)計模型存在有一些問題，但它依然是一種很流行的方案。在一些小型和中型復(fù)雜度的系統(tǒng)中，由于硬件的復(fù)雜度不高，而且技術(shù)也比較成熟，通常都會選擇這種方法；但是在一些大型的系統(tǒng)中，這種方法就不是很適宜了，需求更先進的設(shè)計模型。硬件優(yōu)先設(shè)計方法的模型分析 利用硬件優(yōu)先這種方法設(shè)計的嵌入式系統(tǒng)不斷到最后一步才干驗證系統(tǒng)設(shè)計的正確性。因此，在系統(tǒng)開發(fā)過程中經(jīng)過反復(fù)修正、反復(fù)實驗的方法使產(chǎn)品到達設(shè)計要求，這在很大程度上依賴于設(shè)計者的閱歷；而且設(shè)計周期長、費用開支大，產(chǎn)質(zhì)量量難以保證；這是由于在反復(fù)修正正程中，常會在某些方面背叛原始設(shè)計的要求。因此，為了降低設(shè)計的風(fēng)險，設(shè)計人員會選擇采用己經(jīng)成熟的

21、模塊，而不是本人重新設(shè)計；與此同時，這種設(shè)計方法還有一個很大的缺陷：在硬件部分可用之前是不能實施軟件模塊。由于以上問題，硬件優(yōu)先設(shè)計方法適用于在一些小型和中型復(fù)雜度的系統(tǒng)中；在這些系統(tǒng)中，硬件的復(fù)雜度不高，而且技術(shù)也相對比較成熟；因此通常都會選擇這種方法。 軟硬件協(xié)同設(shè)計方法 軟硬件協(xié)同設(shè)計是在系統(tǒng)目的要求的指點下，經(jīng)過綜合分析系統(tǒng)軟硬件功能及現(xiàn)有資源，最大限制地發(fā)掘系統(tǒng)軟硬件之間的并發(fā)性，協(xié)同設(shè)計軟硬件體系構(gòu)造，以使系統(tǒng)可以任務(wù)在最正確任務(wù)形狀。它的本質(zhì)就是讓軟件和硬件體系作為一個整體并行設(shè)計、找到軟硬件的最正確結(jié)合點，使它們可以以最有效的方式相互作用，相互結(jié)合，從而使系統(tǒng)任務(wù)在最正確形狀。

22、 在這個過程中，將一切的模塊組合到一同，然后驗證這些模塊的組合能否符合系統(tǒng)的方式化闡明；假設(shè)不符合，就要重新進展軟硬件的劃分。當(dāng)前的研討熱點之一是對驗證算法的實際研討，利用這些實際算法，完全可以將軟硬件的劃分和模塊的驗證開展為自動化的過程。由于軟硬件的劃分是基于實際算法的，這在設(shè)計中可以盡早的暴露問題，以減少損失。但是這種設(shè)計模型也有其局限性軟硬件協(xié)同設(shè)計模型分析 在軟硬件協(xié)同設(shè)計模型中，由于軟硬件的劃分是基于實際算法的，這在設(shè)計中可以盡早的暴露問題，以減少損失；但是，這種設(shè)計模型也有其局限性，詳細表如今： (1)可有的信息能否足夠。假設(shè)要采用方式化的方法描畫整個系統(tǒng)，并且正確的將系統(tǒng)分解為多

23、個功能模塊的組合體；設(shè)計者需求知道整個系統(tǒng)中的功能描畫；但是，有些第三方開發(fā)的模塊，設(shè)計者是無法知道其內(nèi)部功能實現(xiàn)的；這種情況能夠會導(dǎo)致系統(tǒng)劃分過程的不準確。 (2)軟硬件模塊相互交換的自在度。在這種設(shè)計模型中，將系統(tǒng)分為軟硬件模塊后，可以為各個模塊都是可以相互轉(zhuǎn)換的：即原先被劃分為用硬件實現(xiàn)的模塊也可以用軟件來實現(xiàn)，反之亦然。從實際上來看這是沒有問題的，但在實踐的運用中是不能到達這么靈敏的實際高度的。 兩種方法的比較-系統(tǒng)描畫階段 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計可以分為系統(tǒng)描畫、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)評價與綜合實現(xiàn)四個階段。上述的兩種設(shè)計模型在這四個階段中各有異同： 雖然兩種設(shè)計方法都是將系統(tǒng)功能全面表述出來，但軟

24、硬件協(xié)同設(shè)計的方法除了全面描畫系統(tǒng)功能外、還深化發(fā)掘軟硬件之間的協(xié)同性，從而使系統(tǒng)可以穩(wěn)定、高效地任務(wù)。 兩種方法的比較-系統(tǒng)設(shè)計階段 兩種設(shè)計方法都將完成軟硬件功能的分配，即確定哪些功能由硬件模塊來實現(xiàn)，哪些系統(tǒng)功能由軟件模塊來實現(xiàn)，以及系統(tǒng)映射，即根據(jù)系統(tǒng)描畫和功能分配選擇確定系統(tǒng)的體系構(gòu)造。在軟硬件功能分配階段，由于硬件模塊的可編程性和嵌入式系統(tǒng)的變異性，軟硬件的界限曾經(jīng)不非常清楚；因此，軟硬件的功能劃分是一個復(fù)雜而艱苦的過程；這一方面是由于軟硬件劃分的研討任務(wù)還處在初級階段；另一方面那么是由于這一問題內(nèi)在的復(fù)雜性。在進展軟硬件功能分配時，既要思索市場可以提供的資源情況，又要思索系統(tǒng)造價

25、、開發(fā)周期等要素。 其中：硬件優(yōu)先的設(shè)計方法普通根據(jù)設(shè)計者的閱歷來確定軟硬件的劃分，而軟硬件協(xié)同的設(shè)計方法那么利用方式化的方法，經(jīng)過各方面的評價，例如：時間復(fù)雜度、破費估計等得到一組最正確的選擇。在系統(tǒng)映射階段，就是要確定系統(tǒng)將采用哪些硬件模塊如微處置器、微控制器、存儲器、FPGA、DSP等部件、軟件模塊操作系統(tǒng)、驅(qū)動程序等以及軟硬件模塊之間的聯(lián)絡(luò)媒體如共享存儲器、總線等，在這一階段：采用硬件優(yōu)先設(shè)計方法的設(shè)計者為了降低設(shè)計的風(fēng)險，通常會選擇采用己經(jīng)成熟的硬件模塊，而不是本人重新設(shè)計；而采用軟硬件協(xié)同設(shè)計方法的設(shè)計者那么需求將軟件和硬件體系作為一個整體并行設(shè)計、找到軟硬件的最正確結(jié)合點；這一過

26、程顯然是一個復(fù)雜而艱苦的過程，但用這種方法可以使軟硬件可以以最有效的方式相互作用，相互結(jié)合，從而使系統(tǒng)任務(wù)在最正確形狀。 兩種方法的比較-系統(tǒng)評價階段 檢查確認系統(tǒng)設(shè)計的正確性的過程。采用硬件優(yōu)先方法的設(shè)計者在系統(tǒng)開發(fā)過程中經(jīng)過反復(fù)修正、反復(fù)實驗的方法來對設(shè)計結(jié)果進展驗證評價，這在很大程度上依賴于設(shè)計者的閱歷；而采用軟硬件協(xié)同的設(shè)計者那么經(jīng)過方式化評價技術(shù)，經(jīng)過建立準確的數(shù)學(xué)模型、利用數(shù)學(xué)手段檢測系統(tǒng)的正確性。因此，對系統(tǒng)中的不確定要素及隱性目的的檢查有特殊效果。 兩種方法的比較-系統(tǒng)綜合實現(xiàn)階段 軟件系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)的詳細制造的過程。硬件優(yōu)先的設(shè)計方法是先進展硬件部分的實現(xiàn)，在硬件部分完成后再

27、進展軟件部分的實現(xiàn)；而軟硬件協(xié)同的設(shè)計方法那么是將軟件和硬件體系作為一個整體并行設(shè)計、經(jīng)過協(xié)同設(shè)計，深化發(fā)掘軟硬件之間的協(xié)同性，從而使設(shè)計出來的系統(tǒng)可以穩(wěn)定、高效地任務(wù)。 兩種方法的比較-總結(jié) 硬件優(yōu)先的設(shè)計方法適用于一些小型和中型復(fù)雜度的系統(tǒng)中，在這些系統(tǒng)中由于硬件的復(fù)雜度不高，而且技術(shù)也比較成熟，選擇這種方法比較簡單易行；但是在一些大型的系統(tǒng)中，這種方法就不是很適宜了，需求更先進的設(shè)計模型。 軟硬件協(xié)同的設(shè)計模型比較適宜在一些大型的系統(tǒng)中運用，在一些大型的系統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)計者的主要義務(wù)就是要在系統(tǒng)描畫的根底上確定功能模塊、分配系統(tǒng)功能、建立模塊間的聯(lián)絡(luò)、規(guī)定模塊之間的作用方式。軟硬件協(xié)同設(shè)計

28、模型與硬件優(yōu)先設(shè)計模型相比，更能有效地處理好這些問題。Which RISC Chip to be selectedIndustry Market ShareAtmel-AT91SAM(ARM9)NXP-LPC3000(ARM9)Cirrus- EP9315Freescale-MPC8313(PowerPC)CAVIUM MIPS R64MIPS-MIPS32M4KARM處置器的分類構(gòu)造體系版本ArchitectureARM v4TARM v5TE ARM v6ARM Cortex (v7)Processor FamilyARM7 ARM9ARM10ARM11ARM Cortex按運用特征分類運用途置器 Application Processor實時控制處置器 Real-time Controller微控制器 Micro-controller特征：MMU, Cache 最快頻率、最高性能、合理功耗 特征：MPU, Cache 實時呼應(yīng)、合理性能、較低功耗 特征：no sub-memory system 普通性能、最低本錢、極低功耗 Embedded MPU Roadmap Intelligent User Int