【摘要】： 隨著嵌入式產(chǎn)品需求的日益增加，嵌入式系統(tǒng)的規(guī)模也變得愈發(fā)復(fù)雜。傳統(tǒng)的軟硬件各自的開發(fā)模式使得目標(biāo)系統(tǒng)資源優(yōu)化不夠，可靠性、安全性和實(shí)時(shí)性都難以保障，開發(fā)周期和成本也受到很大影響，已無(wú)法滿足現(xiàn)代嵌入式設(shè)計(jì)的要求。90年代興起的軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)方法彌補(bǔ)了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的不足。隨著對(duì)其研究的不斷深入，它在嵌入式系統(tǒng)中已從開始的一般規(guī)則轉(zhuǎn)變成為主流的技術(shù)�，F(xiàn)有的協(xié)同設(shè)計(jì)方法有很多，但大多數(shù)方法都是針對(duì)芯片級(jí)嵌入式系統(tǒng)的SOC設(shè)計(jì)，且其中很多方法或是系統(tǒng)分析階段開銷較大，自動(dòng)化層次低，設(shè)計(jì)覆蓋的范圍��；或是算法設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)開銷大，對(duì)初始條件敏感度高，針對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)境的應(yīng)用性不強(qiáng)。 為了彌補(bǔ)以上不足，本文首先分析了當(dāng)今嵌入式系統(tǒng)中的問題與矛盾，指出了傳統(tǒng)嵌入式設(shè)計(jì)的不足和軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)；并對(duì)現(xiàn)有協(xié)同設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了比較，指出了各種協(xié)同設(shè)計(jì)方法的優(yōu)勢(shì)和不足。在這些方法的基礎(chǔ)上提出了面向系統(tǒng)級(jí)的Dual-trees軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)方法，該方法采用UML對(duì)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行描述，并通過UML分析生成系統(tǒng)的行為樹與資源樹。通過對(duì)行為樹、資源樹的分析，得出實(shí)際的系統(tǒng)架構(gòu)，并找出行為節(jié)點(diǎn)間合理的作用方式，從而得出合理的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。與現(xiàn)有的軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)方法相比，該方法定義了較為完整的資源類，充分地考慮了實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)境，具有算法設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)開銷小、對(duì)初始條件敏感度低、實(shí)際應(yīng)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 此外，本文在Dual-trees方法的指導(dǎo)下，詳細(xì)地分析了一種典型嵌入式系統(tǒng)——PDA系統(tǒng)，并針對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了實(shí)際的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)。該方法無(wú)論在PDA軟硬件選材還是合理設(shè)計(jì)上都起到了重要的作用，在縮短PDA的具體開發(fā)周期、提高PDA的可靠性與性價(jià)比、使PDA設(shè)計(jì)方案更易于調(diào)整與復(fù)用等方面都有著重要意義。最后，將該P(yáng)DA系統(tǒng)與現(xiàn)有PDA系統(tǒng)進(jìn)行了比較，該P(yáng)DA系統(tǒng)具有低成本、高可靠、多功能和用戶界面友好等特性。在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的嵌入式市場(chǎng)中，這些特點(diǎn)將會(huì)有非常重要的意義。
【圖文】：

可量化屬性，用QA來(lái)表示;另一個(gè)是可描述屬性 (DescribableAttribute)，接口支持情況屬于可描述屬性，用DA來(lái)表示。按照表4.1的分類方法，我們可以通過資源類圖來(lái)描述資源類中的繼承關(guān)系，如圖4.4所示:R6SOUrC6診O八PriCeSVV512已Rsal廿meEf允rt‘P.attbFrnl卜飛、然一___:;EOS‘丫 AAA八 0000夕夕診診日V叨夕O八v叼。水-Frequency價(jià)O八Cubage價(jià)O八v吶J比‘ valtage夕 OAInte南ce---一萬(wàn)---/戶與‘Z/卜冶JinPmCeSSOr/)S(龍價(jià)OAM陰J:毅入了入_竺:萬(wàn)二___ :1inux:子一萬(wàn)-、蘭三里呈些竺些暨犯里些塑R刀inUX卜-一一-一-一圖4.4嵌入式系統(tǒng)資源類圖 Fig.4.4ClassDiagramofEmbeddedSystemResourees其中硬件資源類定義如圖4.5所示。日VV砂QAPriee砂OAV認(rèn)〕水一FrequenCy夕OACubage夕OAV認(rèn)〕r權(quán)一勺匕l(fā)tage沙 DAIn怕r怕ee圖4.5硬件資源類的定義 Fig.4.5DefinitionofHWResourees其所對(duì)應(yīng)的C一代碼如下: ClassHW{Publie:

(l)嵌入式系統(tǒng)的用例分析。PDA即個(gè)人數(shù)字助理，是現(xiàn)今比較流行的嵌入式產(chǎn)品。對(duì)它的需求分析是支持音頻播放、GPRS通訊、游戲和通訊錄、計(jì)算器、時(shí)鐘月歷等輔助工具。具體如圖4.6所示。<beha訪 orConstrain卜;立#工#乞HVV.Cubage<=200; SVV.SIZe<=1000;戶讓月 d10一---一、、·、工__一--一-一尸none二萬(wàn)--------一一)一一、、、下00!SGsm6圖4.6通過用例圖對(duì)PDA系統(tǒng)的行為及其約束條件進(jìn)行描述 Fig.4.6UseCaseDiagr田叮ofPDA’ sBehaviorandConstraint在圖4.6中，用例圖描述了兩個(gè)問題，一是PDA系統(tǒng)的功能性行為，二是PDA系統(tǒng)必須滿足的全局約束條件，在本文中使用OCL語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行描述。(2)嵌入式系統(tǒng)的活動(dòng)分析。活動(dòng)圖用來(lái)描述一個(gè)用例的具體實(shí)現(xiàn)過程及方式。我們使用三元組(T，S，C)w來(lái)表示活動(dòng)中每個(gè)行為節(jié)點(diǎn)的三個(gè)屬性，其中Iime代表時(shí)間約束，匆ending代表開銷約束(以線程為度量)
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TP368.32

【參考文獻(xiàn)】

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2 熊江;三種嵌入式操作系統(tǒng)的分析與比較[J];單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2003年05期

3 王利明,宋振宇,李明,陳渝;一個(gè)開放源碼的嵌入式仿真環(huán)境——SkyEye[J];單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2003年09期

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本文編號(hào)：2608245