嵌入式系統(tǒng)可視化集成開發(fā)平臺

0引言
　　嵌入系統(tǒng)開發(fā)已經(jīng)趨于規(guī)范化，但是嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)并不像在普通PC機上進行軟件開發(fā)那樣容易，它同樣需要一個高度集成的開發(fā)平臺，來降低開發(fā)的難度。目前市場上的嵌入式系統(tǒng)集成開發(fā)平臺特點是： （ 1）多數(shù)嵌入式系統(tǒng)集成開發(fā)平臺都是以Windows為系統(tǒng)環(huán)境，很少有以Linux為系統(tǒng)環(huán)境的；（ 2）部分集成開發(fā)平臺具有一定的開放性，許多功能作為插件供用戶選擇； （ 3）多數(shù)集成開發(fā)平臺通用性較差，僅支持一個或者幾個系列的微處理器； （ 4）目前嵌入式系統(tǒng)集成開發(fā)平臺產品大都價格昂貴； （ 5）很少有集成開發(fā)平臺集成有圖形模塊支持的功能。
　　為了解決其它嵌入式集成開發(fā)平臺的缺點，本文研究了嵌入式系統(tǒng)可視化集成開發(fā)平臺，ESGIDE （ Embedded system graphical integrated development environment），其最大特點是具有圖形化人機交互功能和ARM CPU工作方式自動初始化。所謂圖形化人機交互，是指把將要裁剪和配置的系統(tǒng)級軟件（比如bootloader、kernel、通用I /O輸入、輸出等）化整為零，封裝成不同功能的形象化圖形模塊，開發(fā)者根據(jù)自己開發(fā)的系統(tǒng)需要，選擇不同圖形模塊，動態(tài)生成bootloader、kernel、I /O等系統(tǒng)級的源代碼，不需要開發(fā)者自己輸入，這大大簡化了開發(fā)步驟，減輕了程序員的負擔，減少了操作的復雜度，提高了開發(fā)效率。另一方面，ARM系列CPU應用比較廣泛，不同型號的CPU在開發(fā)時需要對使用的內部資源進行初始化。傳統(tǒng)的做法是開發(fā)者確定工作方式，確定工作方式字，然后手動編程。我們采用開發(fā)模式是：以定時器應用為例，將定時器的個數(shù)，工作方式確定，時鐘頻率的確定，是否允許中斷等編寫成對話框模式，開發(fā)者只要選中其中的方式，初始化控制字自動生成，編寫代碼自動生成，同樣大大簡化了開發(fā)步驟，減輕了程序員的負擔。
　　面向對象技術是當前實現(xiàn)軟件模塊化、提高軟件復用性最優(yōu)的方法，現(xiàn)在成為計算機領域中的一種主流技術，本文提出利用面向對象的技術來設計一種嵌入式軟件IDE，對嵌入式軟件開發(fā)中的各個對象的類進行分析與設計，架構一個通用的開發(fā)模型，根據(jù)硬件配置自動產生基本的系統(tǒng)軟件方案。只需要系統(tǒng)中的每個對象類的屬性及其操作設置，自動搭建交叉編譯環(huán)境，降低操作系統(tǒng)裁減和移植的難度，產生驅動程序的基本框架。開發(fā)人員只需要配置好各個模塊的基本信息，將更多精力集中在系統(tǒng)的應用上。
　　1嵌入式軟件的開發(fā)流程
　　與常見的PC和服務器軟件不同，嵌入式軟件主要是對設備內部各部分的運行進行協(xié)調，并不與設備使用者發(fā)生直接接觸。PC和服務器軟件的運行環(huán)境是標準化的，而嵌入式軟件的運行環(huán)境隨電子設備的不同而改變，必須針對不同的電子產品進行專門的設計、開發(fā)和優(yōu)化。由于嵌入式Linux操作系統(tǒng)在嵌入式開發(fā)中占據(jù)了主流，因此本文圍繞針對移植有Linux操作系統(tǒng)的嵌入式開發(fā)流程進行討論。
　　典型的基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)的嵌入式軟件開發(fā)流程如下［1］：（ 1）獲取硬件系統(tǒng)的信息：如選取的微處理器體系，F(xiàn)lash型號、網(wǎng)卡型號及其他外設的信息等；（ 2）建立交叉編譯工具：一般的GCC工具都是針對X86體系的，為了能夠生產目標板執(zhí)行的代碼必須建立交叉編譯工具；（ 3）開發(fā)Bootloader：建立啟動系統(tǒng)的主引導程序；（ 4）移植Linux內核：如基于Linux2.6內核移植；（ 5）開發(fā)一個根文件系統(tǒng)：如rootfs的制作；（ 6）開發(fā)特定硬件的驅動程序：如LCD，Keypad等；（ 7）開發(fā)上層的應用程序：如QT GUI開發(fā)。
　　對于開發(fā)過程的各個環(huán)節(jié)，有的提供了輔助的開發(fā)工具，有的需要完全依賴經(jīng)驗手工從底層開發(fā)，嵌入式軟件開發(fā)依然停留在手工作坊式的方式，很難做到工程化管理。本文所設計的IDE將涵蓋整個開發(fā)的各個重要環(huán)節(jié)，力求最大程度上降低開發(fā)難度，在集成化開發(fā)環(huán)境里完成主要工作。