现代嵌入式系统体系结构和开发方法分析
摘要：
通过对嵌入式系统的概念、发展的了解再到对嵌入式系统的剖析，从中讲述了嵌入式系
统的体系结构的软硬结构，并对其具体特点进行了具体的描述。还着重分析了处理器、操作
系统等各模块实现的功能及作用。其次对嵌入式的一般开发方法做了深刻的分析与探讨，从
需求分析、详细设计、系统实现到系统测试都做了一定的规定与要求。同时还剖析了现行的一
些开发方法和开发工具，并做了详细的比较。
关键词：嵌入式特征；系统结构；开发流程；开发方法；开发工具
引言
人们往往很难意识到自己随身带了好几个嵌入式系统，手机、手表或智能卡都嵌入了它
们。而且他们与电梯、汽车、厨房设备、电视、录像机以及娱乐系统都有紧密的联系。
儿童玩耍的智能视频游戏和商店里的巧克力自动售卖机都需要用到嵌入式系统；家庭
主妇所使用的许多兼容
Internet 的智能化家庭用品(如微波炉、视听系统、洗衣机等)都需要
嵌入式系统；驾驶员需要嵌入式系统实现汽车的自动巡航控制。各个单位和机构需要嵌入式
……
系统用于网络系统和产品
1 什么是嵌入式系统
§（ES§）是计算机§技术、通信技术、半导体技术、微电子技术、语音图象数
§相结合后的更新换代产品。因此往往
是技术密集、投资强度大、高度分散、不断创新的知识密集型系统。反映当代最新技术的先进
水平。
关于“嵌入式系统”的定义有很多种说法，目前最通用的定义为：“以应用为中心、以
计算机技术为基础，软件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系
统
”。
嵌入式系统不仅和一般的
PC 机上的应用系统不同，就是针对不同的具体应用而设计
的嵌入式系统之间差别也很大。嵌入式系统一般功能单一、简单，且在兼容性方面要求不高，
但是在大小，成本方面限制较多。
嵌入式计算机基本上不能算是嵌入式系统。它仍然是计算
§，不过是工作条件有所不同而已，因为它还保留了计算机的基本特征。
1.1 嵌入式系统的发展
嵌入式系统虽然起源于微型计算机时代，然而，微型计算机的体积、价位、可靠性都无
法满足广大对象系统的嵌入式应用要求，因此，嵌入式系统必须走独立发展道路。这条道路
就是芯片化道路。将计算机做在一个芯片上，从而开创了嵌入式系统独立发展的单片机时代。
在通信方面，嵌入式系统在
20 世纪 60 年代就用于对电子机械电话交换的控制，当时
被称为
“存储式程序§控制系统”（Stored Program Control）。
单 片 机 诞 生 于
20 世 纪 70 年 代 末 ， 经 历 了 SCM （ Single Chip
Microcomputer）、MCU（Micro Controller Unit）、SoC 三大阶段.从 20 世纪 80 年代初开始，
小型嵌入式系统使用通用电器公司生产的微控制器，使用该公司
70 年代末的微控制器 PIC
16xxx、Motorola 微控制器 68HC05/08 以及 8031 系列的 Intel 微控制器。应用广泛的小型嵌入
式系统还包括遥控电视、手表、洗衣机、烤箱、计算器、数字日记和视频游戏。
80 年代末，Intel
8051/52、Motorola 68HC11/12、Intel 80196 和 80960 系列微控制器的出现，使嵌入式系统硬
件的使用更加多元化。
在最近几年，出现了将低级和高级处理硬件单元和专用处理器嵌入到一个芯片中的技
术，出现了多处理器系统的嵌入式系统、单芯片
VLSI(称为片上系统)，这些系统具有智能