19、嵌入式系统集成与调试全解析

嵌入式系统集成与调试全解析

1. 系统集成与调试的现实困境

在硬件电路板搭建完成且软件编译无误后，人们往往期望系统能顺利启动并完美运行，工程师们也能早早下班。但现实并非如此，首次通电后，系统可能毫无反应。硬件工程师和软件工程师可能会相互指责，比如硬件工程师指责软件工程师忘记初始化堆栈。连接逻辑分析仪或仿真器进行调查后，可能会发现PROM、RAM等部件出现问题。

这种问题解决过程可能会持续数周，甚至在将产品交给测试客户后还会出现新的漏洞。例如，某些错误仅在特定条件下出现，难以复现和定位。

2. 嵌入式系统集成的特点

嵌入式系统中软件和硬件的集成与纯硬件或纯软件设计有两个主要区别：问题隔离和问题修复。
- 问题隔离 ：在嵌入式系统中，很难确定问题出在硬件还是软件部分。而在纯软件设计中，程序员知道硬件问题不影响设计，只需修复计算机即可继续工作。在嵌入式系统中，软件和硬件工程师通常需要合作，共同确定问题所在。例如，软件工程师向硬件工程师说明软件在哪个状态位出现问题，可能会让原本神秘的硬件问题变得清晰。
- 问题修复 ：在嵌入式系统中，有时硬件问题的最佳修复方法是在软件中实现。比如原理图中外设地址设置错误，更改软件比更改电路板布局更简单。反之，软件问题也可能通过硬件修改来解决，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后再尝试运行软件，但实际中这往往不切实际。需要决定如何测试硬件以及在安装软件前测试到什么程度。以泳池定时器为例，硬件检查清单如下：
- 测试处理器和EPROM <