嵌入式系统集成开发平台的设计与实现分析

杨煜亮

摘 要 嵌入式系统是一种能够独立运作的系统，其中包括诸多硬件和软件。嵌入式系统在近几年时间内已经进入高速发展的阶段，软件内容、硬件设施快速更新，微处理器种类多、需求差别较大，因此，嵌入式系统需要一个集成化程度更高、可扩展性更强、能够支持多种处理器、能够适应不同的开发需求的开发平台。本文从嵌入式系统集成开发平台的设计入手，分析并探讨实现其设计的具体措施，为提高嵌入式系统开发平台的集成化提供一些思路。

关键词 嵌入式系统;集成开发平台;设计;实现

1嵌入式系统的开发流程

嵌入式系统是一类不与使用者直接接触、主要作用于设备内部运行协调的系统，与PC软件、系统的运行环境不同，嵌入式系统的运行环境需要跟随电子设备的变化而变化，因此，嵌入式系统的开发需要进行专门的设计和优化，使开发出的嵌入式系统能够满足电子设备的环境要求[1]。目前，Linux操作系统在市场中占据主流地位，嵌入式系统集中开发平台的设计中必然绕不开Linux操作系统。典型的嵌入式系统的开发流程大致可概括为获取硬件系统的信息、建立交叉编译工具、开发 Bootloader、移植Linux内核、开发一个根文件系统、开发特定硬件的驱动程序、开发上层的应用程序，共7个环节。

2嵌入式系统集成开发平台IDE面向对象的设计

以Linux操作系统为例，根据Linux系统中嵌入式系统的开发流程、对象协作关系等方面设计集成开发平台IDE面向对象的重要开发环节。

2.1 硬件系统信息类

硬件系統信息类中以参数形式承载了硬件系统的信息，是其他对象进行配置的基础参数，属于嵌入式系统集成开发平台运行的基础。其中主要包括：选取哪一种微处理器，所选择微处理器的工作频率，微处理器采用哪一种启动方式等方面的信息。

2.2 工程管理类

工程管理类部分中牵扯到大量的运行环境参数及其设定，是省却人工管理耗时和成本的主要部分，使得集成开发平台能够自动编译运行源码、组织源代码之间关系、操作文件、利用make技术等。

2.3 环境搭建类

环境搭建类部分中主要指集成开发平台的运行环境，指运行脚本的生成。运行环境是嵌入式系统开发的重要基础，做好环境搭建能够有效降低集成开发平台的设计难度，提高嵌入式系统的开发效率。通常情况下，Linux环境下的嵌入式系统开发应用的是交叉编译链生成的源代码，环境搭建类管理中管理的也是这些源代码，使这些源代码在体系架构的基础上生成相应的运行脚本，为嵌入式系统的运行奠定基础。

2.4 处理器控制字库类

集成开发平台中的处理器控制字库类存在的意义是方便部分程序的编写，其中包含了市场上常用的指令和语言，能够根据嵌入式系统开发人员的需求和选择进行调用，提高指令源码的生成质量和效率，大幅度降低嵌入式系统的开发难度。

2.5 系统移植类

集成开发平台中的系统移植类部分中包含了多种可移植的系统内核、文件系统，开发人员只需要设定好重要环节，开发平台就能够根据参数设定来自动执行后续开发，大幅度简化嵌入式系统的开发工作。

2.6 驱动程序编写类

驱动程序编写是完成一个嵌入式系统开发的收尾阶段，硬件系统参数配备完毕、运行环境生成、交叉编译链的源代码生成、常用指令和语言顺利调用、可移植系统文件的执行都为最后的驱动程序编写奠定了不可忽视的基础，完成这一步一个嵌入式系统的开发基本走入尾声。

3嵌入式系统集成开发平台的实现

从上一点中可知，交叉编译链是集成开发平台的核心模块，拥有优秀的、实用的编译器能够有效提高交叉编译工作的质量和效率，使交叉编译链承受住时间和电子设备的考验。目前，市场上的GCC工具链能够有效支持交叉编译链工具模块的工作需求，不仅能够编译Linux系统的内核和应用程序，还能够支持其他系统的编译和开发。

源代码管理是嵌入式系统开发平台工作中十分重要的一部分，做好这部分的工程管理工作能够有效提高平台开发的效率。目前，Makefile技术是实现集成开发平台工程管理部分需求的成熟基础，这一技术可以在技术人员编写好Makefile文件后自动完成后续的全部编译和源代码连接、组织工作，生成嵌入式系统所需的目标代码[2]。

在移植方面，BootLoader是比较通用的引导加载程序，能够在合适的硬件设备、软件运行系统中完成开发移植。因此，在集成开发平台中，应用BootLoader进行移植还是比较常见的技术，其中的已有代码修改量虽大，但整体大同小异，比较容易把握。

4结束语

嵌入式系统的集成开发平台通常需要具备好上手操作的文本编辑器、交叉编译器等内容，可供开发人员进行相应的开发、移植、应用，或者供给在校学生进行学习和尝试。

参考文献

[1] 王培进，李晓路.嵌入式系统集成开发平台的设计与实现[J].计算机应用与软件，2012，29（5）：109-113.

[2] 戴庆炎. 嵌入式系统开发平台的设计与实现[D].吉林大学，2014.