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嵌入式技術  

五個嵌入式系統設計的重要決定

上網時間: 2005年04月21日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:嵌入式設計  嵌入式系統設計  EMBEDDEDS  嵌入式系統  處理器 

在進行設計專案期間,工程師往往需要制定重要的決策;而其中有五項設計方案的選擇,可說是不可逆轉的重大決定,因為它將會影響這個專案最後會走向成功還是失敗。

任何嵌入式系統可說是由數十顆電子元件與數千行程式碼所組成的。大部份的產品甚至還更為複雜,更高的複雜度也意味著需要更多的努力與制訂更多的決策。

雖然某些元件的選擇是無足輕重的(例如需要什麼樣的電晶體?),但有些決定卻可能涉及產品的定義,或甚至攸關工程師未來的職涯發展。同樣地,某些程式碼的撰寫就像練習打字一樣地簡單輕鬆,但有些卻像是寫軟體的十四行詩一般,需要優雅、深厚的程式功力。

而我所見到的是,在每一個嵌入式專案中,都有五個這一類重要的決定。五個最具影響力的選擇;五個最直接影響產品與其開發的決定。五個無法再回頭的不可逆決定。

處理器。雖然我首先列出處理器,但通常這不是開發者第一個制訂的決策。然而,處理器元件是不可逆轉的;因為,除非放棄所完成的大部份開發過程,並且重新設計,否則處理器在某種程度上來說,是無法改變的。在開發程中,所有接觸到晶片的硬體將改變,大部份的軟體也一樣,中途改變處理器可說是一場災難,所以選擇正確的晶片是主要的關鍵。這個決定是有賴於目前的產品生命週期。

作業系統。一旦選定了作業系統、核心、即時程式,或是排程程式(scheduler),軟體的模型便固定了。儘管硬體選項可取決於作業系統的選擇,但仍需整個放棄既有軟體架構並重新開發,才有可能重回到起始點。在最近的一項研究中,嵌入式系統開發者表示他們對於作業系統的重視甚於其它任何元件或工具。他們說,改變了作業系統就完了。作業系統通常決定著處理器的選擇,處理器則無法改變作業系統。

系統邏輯。由於它經常被視為只不過是「膠合邏輯」(glue logic)而被忽略,但我認為系統邏輯的選擇很重要。我在此討論關於核心邏輯晶片組、可程式邏輯、FPGA,以及其它周邊設備和處理器外部的硬體。舉例來說,是否使用FPGA的決定,可能對整體配備、除錯選擇、效能提升空間和升級路徑造成重大的影響。

開發工具。沒有一個程式開發者會否定好工具的重要性(沒經驗的經理人除外)。不熟悉或不完整的工具可能使整體開發團隊散亂並缺乏效率。糟糕開發工具不但會造成嚴重的成本虧損,甚至還會有損開發者的聲譽。

匯流排介面。系統匯流排、電路板匯流排,以及I/O匯流排等均定義了產品的適用範圍。它們可說是邊境的巡邏者與守門員。它們決定什麼可以,什麼不能連接到產品的內部和外部。選擇了正確的匯流排,那麼當新的晶片、週邊設備,或附加產品上市時,你便可以將系統予以擴充。選擇了錯誤的匯流排,則就像走到了死巷子,當你想加入更多有興趣的功能特性時,只能透過開發客製化晶片和軟體堆疊來完成了。

作者:Jim Turley,Embedded Systems Programming主編





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