19、嵌入式系统集成与调试全攻略

嵌入式系统集成与调试全攻略

1. 系统集成的现实困境

在硬件电路板制作完成且软件编译无误后，人们往往期待系统能顺利启动并完美运行，但现实却并非如此。通常，首次通电时即便没有冒烟，工程师们也会很快发现系统毫无反应。硬件工程师和软件工程师可能会为此争论，比如硬件工程师指责软件工程师忘记初始化堆栈。之后连接逻辑分析仪或仿真器进行排查，可能会发现 PROM、RAM 等部件出现问题。软件工程师可能会认为这是硬件问题，便去吃午饭了。

在硬件工程师解决诸如芯片选择错误、布线错误等问题后，调试继续。然而新的问题又会出现，比如中断向量位置错误或处理器内部外设区域未初始化等。这种反复的过程可能会持续数周，直到项目勉强完成。甚至在交付给测试客户两周后，还可能会发现新的漏洞。

2. 嵌入式系统集成的特点

嵌入式系统的软硬件集成与纯硬件或纯软件设计在两个方面存在差异，即问题隔离和问题修复。
- 问题隔离 ：在嵌入式系统中，很难确定问题是出在硬件还是软件上。而在纯软件设计中，程序员知道硬件问题不会影响设计，只需修复计算机即可继续工作。但在嵌入式系统中，软硬件工程师通常需要共同深入问题，以确定实际情况。例如，当软件工程师告诉硬件工程师软件在某个状态位上遇到问题时，一些看似神秘的硬件问题可能就会变得清晰明了。
- 问题修复 ：在嵌入式系统中，有时硬件问题的最佳解决方案是在软件中实现。例如，原理图中外设地址设置错误，更改软件可能比更改电路板布局更简单。反之，软件问题也可能通过硬件来解决，但这种情况较少。

3. 硬件测试

理想情况下，应在硬件完全检查无误