嵌入式軟件開發(fā)技術

前言 第 1章嵌入式軟件開發(fā)導論 1 1.1概述 ? 1 1.1.1 定義 ? 1 1.1.2 發(fā)展歷史 ? 2 1.1.3 應用領域 ? 3 1.1.4 特點 ? 5 1.2嵌入式系統(tǒng)的組成 6 1.2.1 嵌入式處理器 ?? 6 1.2.2 嵌入式外圍設備 7 1.2.3 嵌入式操作系統(tǒng) 8 1.2.4 嵌入式應用軟件 8 1.3嵌入式軟件的開發(fā)流程 ? 9 1.3.1 需求分析階段 10 1.3.2 設計階段 ?? 11 1.3.3 生成代碼階段 13 1.3.4 固化階段 ?? 16 1.3.5 嵌入式軟件開發(fā)的特點 ?? 16 1.4嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的硬件資源 ?? 18 1.4.1 在線仿真器 18 1.4.2 邏輯分析儀 19 1.4.3 ROM仿真器 ? 19 1.4.4 源程序模擬器 20 1.4.5 示波器 ?? 20 1.5嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的軟件資源 ?? 20 1.5.1 語言編譯工具 20 1.5.2 交叉調試器 21 1.5.3 實時多任務操作系統(tǒng) ? 21 1.5.4 集成開發(fā)環(huán)境 21 1.5.5 板級支持包 22 1.6嵌入式軟件的可移植性和可重用性 ? 23 1.7小結 ?? 25參考文獻 ?? 25第 2章嵌入式操作系統(tǒng) ?? 26 2.1嵌入式操作系統(tǒng)基礎 ?? 26 2.1.1 概念 ?? 26 2.1.2 設計原則 ?? 27 2.1.3 發(fā)展和趨勢 29 2.2嵌入式操作系統(tǒng)的體系結構 ?? 30 2.2.1 單模塊結構 31 2.2.2 層次結構 ?? 31 2.2.3 微內核結構 32 2.2.4 層次與微內核相結合的結構 33 2.3嵌入式操作系統(tǒng)的分類 ?? 34 2.4常見嵌入式實時操作系統(tǒng) ?? 35 2.4.1 VxWorkS ?? 35 2.4.2 pSOS ? 36 2.4.3 QNX ? 37 2.4.4 Delta OS 37 2.4.5 μC/OS II 38 2.5嵌入式 Linux操作系統(tǒng) ?? 39 2.5.1 系統(tǒng)特點 ?? 39 2.5.2 引導程序 ?? 40 2.5.3 Linux內核 ? 42 2.5.4 文件系統(tǒng) ?? 45 2.6 Windows CE ? 47 2.6.1 簡介 ?? 47 2.6.2 體系結構 ?? 49 2.7小結 ?? 52參考文獻 ?? 52第 3章 UML建模技術 ? 53 3.1面向對象基礎 ?? 53 3.1.1 基本概念 ?? 53 3.1.2 特征 ?? 55 3.1.3 要素 ?? 56 3.2 UML語義 57 3.2.1 元模型理論 57 3.2.2 UML的組織結構 ?? 58 3.2.3 UML建模概念 ?? 59 3.2.4 UML的構造事物 ?? 61 3.2.5 UML中的關系 ?? 62 3.3 UML圖形表示 63 3.3.1 UML靜態(tài)結構圖 ?? 64 3.3.2 use case圖 ? 68 3.3.3 UML交互圖 ?? 69 3.3.4 UML狀態(tài)圖 ?? 71 3.3.5 UML活動圖 ?? 73 3.3.6 UML實現(xiàn)圖 ?? 74 3.4基于 UML的軟件建模 ?? 75 3.4.1 UML建模過程 ?? 75 3.4.2 UML建模過程的特點 76 3.4.3 UML建模實例 ?? 79 3.5小結 ?? 84參考文獻 ?? 85第 4章面向對象的嵌入式軟件開發(fā)過程 ?? 86 4.1面向對象開發(fā)過程中的基本概念 ? 86 4.1.1 模式 ?? 86 4.1.2 復用 ?? 86 4.1.3 構架 ?? 87 4.1.4 框架 ?? 87 4.1.5 模型 ?? 87 4.2面向對象軟件開發(fā)原則 ?? 88 4.2.1 迭代式開發(fā) 88 4.2.2 模型驅動 ?? 89 4.2.3 MDA的開發(fā)模式 ?? 89 4.3用例驅動?以框架為核心的迭代增量開發(fā)過程 ? 92 4.3.1 用例驅動 ?? 92 4.3.2 以框架為核心 95 4.3.3 迭代和增量式過程 ? 96 4.4統(tǒng)一軟件開發(fā)過程 ?? 97 4.4.1 先啟階段 ?? 98 4.4.2 精化階段 ?? 98 4.4.3 構建階段 ?? 99 4.4.4 產品化階段 99 4.4.5 迭代開發(fā)與控制管理 ? 99 4.5嵌入式系統(tǒng)快速面向對象開發(fā)過程 100 4.5.1 ROPES中的主要活動 101 4.5.2 ROPES過程中的階段工件 103 4.5.3 嵌入式軟件框架 107 4.6小結 ? 109參考文獻 ? 109第 5章面向對象的嵌入式軟件需求分析 ? 110 5.1基本概念 ? 110 5.1.1 需求分析目標和內容 110 5.1.2 用例模型 ? 112 5.1.3 用例的補充描述 115 5.2需求分析 ? 119 5.3結構分析 ? 121 5.3.1 領域分析與問題陳述 122 5.3.2 發(fā)現(xiàn)對象 ? 122 5.3.3 標識關聯(lián) ? 125 5.3.4 標識對象屬性 ?? 126 5.3.5 建立系統(tǒng)的類模型 127 5.4行為分析 ? 132 5.4.1 對象行為 ? 132 5.4.2 狀態(tài)行為 ? 132 5.4.3 建立狀態(tài)模型 ?? 136 5.4.4 建立交互模型 ?? 138 5.4.5 增加類的主要操作 140 5.5小結 ? 140參考文獻 ? 141 第 6章面向對象的嵌入式系統(tǒng)軟件設計 ? 142 6.1軟件構架設計 ? 142 6.1.1 系統(tǒng)分解 ? 142 6.1.2 軟件體系結構 ?? 144 6.1.3 并發(fā)性 ? 149 6.1.4 選擇持續(xù)數(shù)據(jù)管理基礎設施 ?? 150 6.1.5 選擇完整性控制策略 150 6.1.6 選擇全局控制流機制 151 6.1.7 邊界條件處理 ?? 151 6.1.8 人機界面設計 ?? 152 6.2嵌入式系統(tǒng)機制設計? 153 6.2.1 設計模式 ? 153 6.2.2 Adapter設計模式 ? 154 6.2.3 匹配合適的模式 160 6.2.4 確定問題內部的并發(fā)性 ? 161 6.2.5 選擇軟件控制策略 162 6.2.6 處理邊界條件 ?? 163 6.2.7 權衡開發(fā)策略的優(yōu)先級 ? 163 6.2.8 填補從高層需求到底層服務間的空白 164 6.2.9 用操作實現(xiàn)用例 164 6.2.10 將操作分配給類 ? 165 6.2.11 設計優(yōu)化 165 6.2.12 組織類 167 6.3嵌入式系統(tǒng)詳細設計? 168 6.3.1 數(shù)據(jù)結構 ? 168 6.3.2 關聯(lián)的實現(xiàn) ?? 169 6.3.3 對象接口 ? 172 6.3.4 操作及其可見性 172 6.3.5 用于實現(xiàn)操作的算法 172 6.4小結 ? 173 參考文獻 ? 173第 7章 Linux系統(tǒng)嵌入式軟件開發(fā) ?? 175 7.1驅動程序開發(fā) ? 175 7.1.1 驅動程序結構 ?? 175 7.1.2 驅動程序分類 ?? 177 7.1.3 驅動程序加載方式 180 7.1.4 字符設備驅動程序實例 ? 182 7.2 Linux應用軟件開發(fā) ?? 184 7.2.1 嵌入式視頻服務器 184 7.2.2 嵌入式 Linux的 GUI ? 187 7.2.3 Qt/Embedded簡介 ? 189 7.2.4 Qt/Embedded的開發(fā)環(huán)境 ?? 192 7.2.5 Qt/Embedded常用類 ? 194 7.3代碼優(yōu)化 ? 196 7.3.1 代碼優(yōu)化分類 ?? 196 7.3.2 源代碼優(yōu)化 ?? 197 7.3.3 中間代碼優(yōu)化 ?? 199 7.3.4 目標代碼優(yōu)化 ?? 200 7.4小結 ? 200參考文獻 ? 200第 8章 Windows CE嵌入式軟件開發(fā) ?? 201 8.1 Windows CE開發(fā)基礎 ?? 201 8.1.1 BootLoader定制 201 8.1.2 Windows CE開發(fā)工具 ?? 203 8.2 Windows CE驅動程序開發(fā) ?? 205 8.2.1 Windows CE驅動程序分類 205 8.2.2 Windows CE流接口驅動結構 208 8.2.3 Windows CE流接口驅動開發(fā)實例 ? 211 8.3 Windows CE應用程序開發(fā) ?? 221 8.3.1 開發(fā) Windows CE流接口驅動測試程序 ? 221 8.3.2 Windows CE中訪問數(shù)據(jù)庫 225 8.4小結 ? 229參考文獻 ? 229第 9章嵌入式軟件測試 ? 231 9.1 MISRA-C編程規(guī)范 ?? 231 9.2嵌入式軟件靜態(tài)測試? 243 9.2.1 代碼分析 ? 243 9.2.2 錯誤分析 ? 244 9.2.3 代碼檢查 ? 244 9.3嵌入式軟件動態(tài)測試 245 9.3.1 白盒測試 ? 246 9.3.2 黑盒測試 ? 247 9.3.3 灰盒測試 ? 247 9.4嵌入式軟件測試過程? 248 9.4.1 過程模型 ? 249 9.4.2 單元測試 ? 251 9.4.3 集成測試 ? 252 9.4.4 確認測試 ? 253 9.4.5 系統(tǒng)測試 ? 254 9.5嵌入式軟件測試工具? 255 9.5.1 純軟件的測試工具 255 9.5.2 純硬件的測試工具 256 9.5.3 軟硬件結合的測試工具 ? 256 9.5.4 主流嵌入式軟件測試工具比較 ?? 257 9.6小結 ? 258參考文獻 ? 258