摘 要：隨著科技時代的快速發(fā)展，嵌入式軟件系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展也是非常迅速的，然而在硬件技術(shù)發(fā)展越來越穩(wěn)定時，嵌入式軟件系統(tǒng)穩(wěn)定性卻越來越差，因此嵌入式系統(tǒng)測試技術(shù)也應(yīng)運而生了。本文通過對嵌入式軟件系統(tǒng)特點的分析和研究，從而對其測試提出相應(yīng)的方法。

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；開發(fā)技術(shù)；測試技術(shù)

中圖分類號：TP316.2

嵌入式系統(tǒng)的廣義上是指那些具有控制、監(jiān)視等功能的設(shè)備以及那些具有輔助操作的機器。而在在狹義上的嵌入式系統(tǒng)是指由計算機通信技術(shù)為基礎(chǔ)，以半導(dǎo)體等多項電子應(yīng)用技術(shù)和具體的面向?qū)ο髴?yīng)用對象結(jié)合后的更新?lián)Q代產(chǎn)品。因此往往是技術(shù)密集、投資強度大、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識密集型系統(tǒng)。不難看出嵌入式系統(tǒng)是硬件與軟件的結(jié)合體，而且嵌入式系統(tǒng)在系統(tǒng)有繁簡之分，越是繁雜的系統(tǒng)越是創(chuàng)新知識的密集。

1 嵌入式系統(tǒng)的組成及發(fā)展

一般情況認(rèn)為嵌入式系統(tǒng)可以分成四個部分組成：微型處理器、存儲器、輸入輸出設(shè)備和應(yīng)用軟件。嵌入式行業(yè)的發(fā)展得益于嵌入式微型處理器和衛(wèi)星控制器的發(fā)展，這兩種組件的微型發(fā)展大大加速了汽車電器等的大力發(fā)展，同時也促進了計算機等高級計算機設(shè)備的快速發(fā)展。由此看來即使是在未來嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展也還是一個熱門話題。因此在科技發(fā)達的世界里，對嵌入式系統(tǒng)的依賴性是越來越強，對嵌入式系統(tǒng)及其應(yīng)用的穩(wěn)定性和實時性要求也越來越高了，但是現(xiàn)在從掌握的各項數(shù)據(jù)上來看嵌入式系統(tǒng)表現(xiàn)出的穩(wěn)定性卻越來越令人擔(dān)憂。

嵌入式行業(yè)是從二十世紀(jì)七十年代發(fā)展至今，經(jīng)歷了四十余年的發(fā)展，從最簡單的單反機應(yīng)用到現(xiàn)在的汽車，家電，通信裝置等大規(guī)模應(yīng)用，性能上也越來越突出，價格上也是越來便宜。

2 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)

2.1 嵌入式系統(tǒng)的特點

嵌入式計算機系統(tǒng)是是整個嵌入式系統(tǒng)中重要的部分，主要有三個部分組成：硬件層、中間層、軟件層。嵌入式系統(tǒng)是指硬件和軟件的結(jié)合體，這是嵌入式系統(tǒng)的最基本特點。

嵌入式系統(tǒng)內(nèi)核小，比常見的windows系統(tǒng)的內(nèi)核小很多，畢竟嵌入式系統(tǒng)一般是應(yīng)用于小型電子裝置，因此所占資源小是嵌入式系統(tǒng)的一大特點。

嵌入式系統(tǒng)的專用性很強。嵌入式系統(tǒng)的個性化很強，因為嵌入式系統(tǒng)中的軟件與硬件的結(jié)合性很強，因此即使是同種品牌的不同型號產(chǎn)品，他們使用的嵌入式系統(tǒng)都會做出一定修改。

系統(tǒng)簡單，在嵌入式系統(tǒng)中一般沒有對系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的嚴(yán)格區(qū)分界線，因為內(nèi)存小等原因，要求嵌入式系統(tǒng)簡單不復(fù)雜，容易調(diào)試等。為了提高系統(tǒng)的性能一般都是采用將軟件固化在存儲器芯片中。

2.2 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程

對于嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)一般需要先建立開發(fā)環(huán)境，而有經(jīng)驗的程序員一般都會選擇在使用Redhot Linux系統(tǒng)，全部或定制安裝，在上網(wǎng)上下載相應(yīng)的CGG交叉編譯器，也可以是安裝廠家提供的相應(yīng)交叉編譯器。

在建立好編譯環(huán)境后，再要選擇開發(fā)主機，這是一項關(guān)鍵的選擇，開發(fā)主機參數(shù)的一般都是那么固定的幾種，在常見的就是配置MINICOM，一般的參數(shù)為波特率115200 Baud/s，數(shù)據(jù)位8位，停止位為1，9，無奇偶校驗，軟件和硬件流控都設(shè)置為無。MINICOM軟件的作用是作為調(diào)試嵌入式開發(fā)板的信息輸出的監(jiān)視器和鍵盤輸入的工具。配置網(wǎng)絡(luò)主要是配置NFS網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，需要關(guān)閉防火墻，簡化嵌入式網(wǎng)絡(luò)調(diào)試環(huán)境設(shè)置過程。這些步驟都至關(guān)重要不容有錯。

建立引導(dǎo)裝載程序BOOTLOADER，然后從網(wǎng)站上下載一些源代碼，其中包括大量嵌入式系統(tǒng)驅(qū)動程序代碼。然后根據(jù)芯片的型號種類進行及源代碼的修改工作，而有些芯片沒有內(nèi)置引導(dǎo)裝載程序，這就需要程序員來編寫開發(fā)板上Flash的燒寫程序。但是有的不能編寫燒寫程序，這就需要程序員對開源代碼上進行修改，使開發(fā)板上可以編寫相應(yīng)燒寫程序。

下載已經(jīng)移植好的Linux，再添加定制硬件驅(qū)動程序，然后進行調(diào)試和修改。

建立根文件系統(tǒng)，可以在網(wǎng)上下載相應(yīng)軟件進行工裁剪，時期產(chǎn)生哪一個最基礎(chǔ)的根文件系統(tǒng)，然后根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用的需要來添加其他的應(yīng)用程序，根文件在系統(tǒng)中存在的形式一般為只讀文件是不能修改的，因此要使用相關(guān)的軟件將修改好的根目錄系統(tǒng)燒寫成鏡像文件。

建立應(yīng)用程序的Flash磁盤分區(qū)，這是一般是采用特有的文件系統(tǒng)，這需要在內(nèi)核中提供相應(yīng)的文件系統(tǒng)驅(qū)動，這個根據(jù)使用Flash的不同進行不同的磁盤分區(qū)。

開發(fā)應(yīng)用軟件，這個可以存放在根文件系統(tǒng)中，也可以存放相應(yīng)的Flash磁盤中，有的應(yīng)用軟件不存放在根文件系統(tǒng)，而是直接將應(yīng)用程序與內(nèi)核設(shè)計在一起。

最后就是燒寫內(nèi)核，根文件系統(tǒng)和相應(yīng)的應(yīng)用程序，再就是中的測試產(chǎn)品，調(diào)試產(chǎn)品，使用產(chǎn)品，最終就是發(fā)布產(chǎn)品。

2.3 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)

雖然嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的流程在外行眼里看起來很是繁雜，我們也可以看出其中有很多的修改源代碼，燒寫程序的過程，但是這些過程在程序員眼中是一步也不能出錯，甚至有些還可以優(yōu)化，這是在開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原則。在開發(fā)系統(tǒng)上，程序員必須遵守認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，在燒寫程序后，必須認(rèn)真檢測燒寫程序的真確性等。

2.4 嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用

在科技快速發(fā)展的現(xiàn)在，幾乎所有的電器中都應(yīng)用了嵌入式系統(tǒng)。達到航空母艦，導(dǎo)彈，小到微型處理器，微型控制器都在使用嵌入式系統(tǒng)。如今嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展的是日新月異，不同產(chǎn)品使用嵌入式系統(tǒng)大同小異，這些嵌入式系統(tǒng)的原理大致相同但是在應(yīng)用上卻不盡相同，這是嵌入式人才需求的原因。

3 嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試

3.1 嵌入式系統(tǒng)軟件的調(diào)試

在開發(fā)過程就可以看出，在匹配好CPU之后，其他的一些驅(qū)動，大多是程序員們修改源程序后編寫的相應(yīng)驅(qū)動程序，還有有的是將應(yīng)用程序和內(nèi)核設(shè)計在一起了，因此測試，過程更是發(fā)雜。

3.2 嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試

主要分為幾大步驟，一是驅(qū)動調(diào)試，二是分組調(diào)試，三是整體調(diào)試，四是最終調(diào)試。對于驅(qū)動調(diào)試，是建立在修改源代碼后程序員們編寫的磁盤驅(qū)動，CPU驅(qū)動等驅(qū)動程序，這些程序都是需要調(diào)試，但是這些調(diào)試畢竟只是一種粗率的調(diào)試，并不能很好的觀測到最終的整體效果。接著就應(yīng)該進行分組調(diào)試任務(wù)，這是將所有驅(qū)動應(yīng)用程序燒寫在一起后的一次階段性的程序調(diào)試，這次也只能是在理論上測試嵌入式系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實用性，還是無法真正的去了解硬件與軟件結(jié)合在一起的真實效果，但是這一步也可以檢測出一些應(yīng)用軟件與系統(tǒng)結(jié)合后的兼容性等問題，這里也可以檢測出程序的合理性等問題。再就是整體調(diào)試，就是將軟件與硬件結(jié)合在一起，檢測最后的整體性效果，軟件與系統(tǒng)的兼容性也是很關(guān)鍵的，這一切都是很發(fā)雜，這一步是至關(guān)重要，是重點監(jiān)測軟件與硬件間的兼容性和軟件開發(fā)的合理性。最后是進行嵌入式系統(tǒng)組裝進預(yù)期產(chǎn)品里，只是最終檢測嵌入式系統(tǒng)是否達到了預(yù)期效果。

4 結(jié)束語

嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)和調(diào)試技術(shù)，這兩種技術(shù)在很多時候是可以交錯的，比如在開發(fā)嵌入式系統(tǒng)時就有幾次的開源代碼的修改和程序的燒寫過程，這些過程中都是程序員調(diào)試的關(guān)鍵時期，有一句諺語叫做“千里之堤毀于蟻穴”，而在每一次的源代碼修改或燒寫過程中如果出現(xiàn)了失誤，或一些bug的忘了處理，那么系統(tǒng)在以后的使用中會存在一些漏洞的。這些都是細(xì)節(jié)引起的失誤，這些也都是可以避免的，只要在調(diào)試過程中，認(rèn)真的做好了每一步，就可以就一點一點的加強嵌入式系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

參考文獻：

[1]耿玉菊.嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)分析[J].牡丹江教育學(xué)院學(xué)報，2009.

[2]秦春燕，姚竹亭.嵌入式系統(tǒng)軟件測試的研究[J].機械管理開發(fā)，2008.

作者單位：湖北咸寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息工程學(xué)院，湖北咸寧 437100