嵌入式軟件開發(fā)技術(shù)

前言 第 1章嵌入式軟件開發(fā)導(dǎo)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(yīng)用領(lǐng)域 ? 3 1.1.4 特點(diǎn) ? 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(shè)備 7 1.2.3 嵌入式操作系統(tǒng) 8 1.2.4 嵌入式應(yīng)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(shè)計(jì)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(diǎn) ?? 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(diào)試器 21 1.5.3 實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng) ? 21 1.5.4 集成開發(fā)環(huán)境 21 1.5.5 板級(jí)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(jié) ?? 25參考文獻(xiàn) ?? 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(chǔ) ?? 26 2.1.1 概念 ?? 26 2.1.2 設(shè)計(jì)原則 ?? 27 2.1.3 發(fā)展和趨勢(shì) 29 2.2嵌入式操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) ?? 30 2.2.1 單模塊結(jié)構(gòu) 31 2.2.2 層次結(jié)構(gòu) ?? 31 2.2.3 微內(nèi)核結(jié)構(gòu) 32 2.2.4 層次與微內(nèi)核相結(jié)合的結(jié)構(gòu) 33 2.3嵌入式操作系統(tǒng)的分類 ?? 34 2.4常見嵌入式實(shí)時(shí)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(diǎn) ?? 39 2.5.2 引導(dǎo)程序 ?? 40 2.5.3 Linux內(nèi)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(jié)構(gòu) ?? 49 2.7小結(jié) ?? 52參考文獻(xiàn) ?? 52第 3章 UML建模技術(shù) ? 53 3.1面向?qū)ο蠡A(chǔ) ?? 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(jié)構(gòu) ?? 58 3.2.3 UML建模概念 ?? 59 3.2.4 UML的構(gòu)造事物 ?? 61 3.2.5 UML中的關(guān)系 ?? 62 3.3 UML圖形表示 63 3.3.1 UML靜態(tài)結(jié)構(gòu)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(dòng)圖 ?? 73 3.3.6 UML實(shí)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(diǎn) 76 3.4.3 UML建模實(shí)例 ?? 79 3.5小結(jié) ?? 84參考文獻(xiàn) ?? 85第 4章面向?qū)ο蟮那度胧杰浖_發(fā)過程 ?? 86 4.1面向?qū)ο箝_發(fā)過程中的基本概念 ? 86 4.1.1 模式 ?? 86 4.1.2 復(fù)用 ?? 86 4.1.3 構(gòu)架 ?? 87 4.1.4 框架 ?? 87 4.1.5 模型 ?? 87 4.2面向?qū)ο筌浖_發(fā)原則 ?? 88 4.2.1 迭代式開發(fā) 88 4.2.2 模型驅(qū)動(dòng) ?? 89 4.2.3 MDA的開發(fā)模式 ?? 89 4.3用例驅(qū)動(dòng)?以框架為核心的迭代增量開發(fā)過程 ? 92 4.3.1 用例驅(qū)動(dòng) ?? 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(gòu)建階段 ?? 99 4.4.4 產(chǎn)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?qū)ο箝_發(fā)過程 100 4.5.1 ROPES中的主要活動(dòng) 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(jié) ? 109參考文獻(xiàn) ? 109第 5章面向?qū)ο蟮那度胧杰浖枨蠓治?? 110 5.1基本概念 ? 110 5.1.1 需求分析目標(biāo)和內(nèi)容 110 5.1.2 用例模型 ? 112 5.1.3 用例的補(bǔ)充描述 115 5.2需求分析 ? 119 5.3結(jié)構(gòu)分析 ? 121 5.3.1 領(lǐng)域分析與問題陳述 122 5.3.2 發(fā)現(xiàn)對(duì)象 ? 122 5.3.3 標(biāo)識(shí)關(guān)聯(lián) ? 125 5.3.4 標(biāo)識(shí)對(duì)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(duì)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(jié) ? 140參考文獻(xiàn) ? 141 第 6章面向?qū)ο蟮那度胧较到y(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ? 142 6.1軟件構(gòu)架設(shè)計(jì) ? 142 6.1.1 系統(tǒng)分解 ? 142 6.1.2 軟件體系結(jié)構(gòu) ?? 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(chǔ)設(shè)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(jī)制 151 6.1.7 邊界條件處理 ?? 151 6.1.8 人機(jī)界面設(shè)計(jì) ?? 152 6.2嵌入式系統(tǒng)機(jī)制設(shè)計(jì)? 153 6.2.1 設(shè)計(jì)模式 ? 153 6.2.2 Adapter設(shè)計(jì)模式 ? 154 6.2.3 匹配合適的模式 160 6.2.4 確定問題內(nèi)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(quán)衡開發(fā)策略的優(yōu)先級(jí) ? 163 6.2.8 填補(bǔ)從高層需求到底層服務(wù)間的空白 164 6.2.9 用操作實(shí)現(xiàn)用例 164 6.2.10 將操作分配給類 ? 165 6.2.11 設(shè)計(jì)優(yōu)化 165 6.2.12 組織類 167 6.3嵌入式系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)? 168 6.3.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? 168 6.3.2 關(guān)聯(lián)的實(shí)現(xiàn) ?? 169 6.3.3 對(duì)象接口 ? 172 6.3.4 操作及其可見性 172 6.3.5 用于實(shí)現(xiàn)操作的算法 172 6.4小結(jié) ? 173 參考文獻(xiàn) ? 173第 7章 Linux系統(tǒng)嵌入式軟件開發(fā) ?? 175 7.1驅(qū)動(dòng)程序開發(fā) ? 175 7.1.1 驅(qū)動(dòng)程序結(jié)構(gòu) ?? 175 7.1.2 驅(qū)動(dòng)程序分類 ?? 177 7.1.3 驅(qū)動(dòng)程序加載方式 180 7.1.4 字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)嵗?? 182 7.2 Linux應(yīng)用軟件開發(fā) ?? 184 7.2.1 嵌入式視頻服務(wù)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(biāo)代碼優(yōu)化 ?? 200 7.4小結(jié) ? 200參考文獻(xiàn) ? 200第 8章 Windows CE嵌入式軟件開發(fā) ?? 201 8.1 Windows CE開發(fā)基礎(chǔ) ?? 201 8.1.1 BootLoader定制 201 8.1.2 Windows CE開發(fā)工具 ?? 203 8.2 Windows CE驅(qū)動(dòng)程序開發(fā) ?? 205 8.2.1 Windows CE驅(qū)動(dòng)程序分類 205 8.2.2 Windows CE流接口驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu) 208 8.2.3 Windows CE流接口驅(qū)動(dòng)開發(fā)實(shí)例 ? 211 8.3 Windows CE應(yīng)用程序開發(fā) ?? 221 8.3.1 開發(fā) Windows CE流接口驅(qū)動(dòng)測(cè)試程序 ? 221 8.3.2 Windows CE中訪問數(shù)據(jù)庫 225 8.4小結(jié) ? 229參考文獻(xiàn) ? 229第 9章嵌入式軟件測(cè)試 ? 231 9.1 MISRA-C編程規(guī)范 ?? 231 9.2嵌入式軟件靜態(tài)測(cè)試? 243 9.2.1 代碼分析 ? 243 9.2.2 錯(cuò)誤分析 ? 244 9.2.3 代碼檢查 ? 244 9.3嵌入式軟件動(dòng)態(tài)測(cè)試 245 9.3.1 白盒測(cè)試 ? 246 9.3.2 黑盒測(cè)試 ? 247 9.3.3 灰盒測(cè)試 ? 247 9.4嵌入式軟件測(cè)試過程? 248 9.4.1 過程模型 ? 249 9.4.2 單元測(cè)試 ? 251 9.4.3 集成測(cè)試 ? 252 9.4.4 確認(rèn)測(cè)試 ? 253 9.4.5 系統(tǒng)測(cè)試 ? 254 9.5嵌入式軟件測(cè)試工具? 255 9.5.1 純軟件的測(cè)試工具 255 9.5.2 純硬件的測(cè)試工具 256 9.5.3 軟硬件結(jié)合的測(cè)試工具 ? 256 9.5.4 主流嵌入式軟件測(cè)試工具比較 ?? 257 9.6小結(jié) ? 258參考文獻(xiàn) ? 258