【软件系统架构】系列四:嵌入式软件全景解析

目录

一、嵌入式软件定义

二、嵌入式软件的主要特点

三、嵌入式软件分类

3.1 系统软件

3.2 应用软件

3.3 支撑软件

四、嵌入式软件核心组成

4.1 BootLoader(引导加载器)

4.2 BSP(Board Support Package)

4.3 驱动程序

4.4 嵌入式操作系统

五、嵌入式软件开发流程

阶段1:需求分析

阶段2:架构设计

阶段3:开发与调试

阶段4:测试验证

阶段5:部署发布

六、嵌入式软件示意结构图

七、总结


一、嵌入式软件定义

嵌入式软件是指运行在嵌入式系统(通常为特定用途硬件设备)上的程序集合,其功能密切依赖于硬件平台,强调高效、可靠、实时。

嵌入式软件 = 固定硬件平台 + 定制功能软件 + 实时可靠控制逻辑


二、嵌入式软件的主要特点

特征 描述
资源受限 存储空间小,处理器能力有限
高实时性 对时间响应敏感,需在毫秒甚至微秒内完成操作
高可靠性 多用于关键任务系统,长期运行要求高稳定性
强耦合 与硬件高度绑定,常需硬件抽象支持
固化部署 多以 ROM/Flash 方式固化烧录到芯片中
低功耗 节能是大多数嵌入式设备的基础诉求

三、嵌入式软件分类

3.1 系统软件

为硬件提供抽象接口与资源管理,主要包括:

  • 嵌入式操作系统(RTOS、Linux、Android)

  • 引导加载程序(BootLoader)

  • 设备驱动程序

  • 文件系统、中间件协议栈等


3.2 应用软件

面向用户或设备功能,属于上层逻辑,如:

  • 智能家居控制系统

  • 工业PLC程序

  • 医疗设备逻辑

  • 智能穿戴界面系统


3.3 支撑软件

开发过程中辅助性工具软件,如:

  • 系统分析与建模工具(如 UML 工具)

  • 仿真工具(如 Proteus、QEMU)

  • 编译器 / 交叉编译工具链(如 GCC、IAR、Keil)

  • 调试器(如 J-Link、GDB)


四、嵌入式软件核心组成

4.1 BootLoader(引导加载器)

启动嵌入式系统的第一段软件,负责:

  • CPU和内存初始化;

  • 设置外设、中断控制器等;

  • 加载操作系统镜像(如 zImage)到内存并跳转执行。

常用工具:U-Boot、Barebox


4.2 BSP(Board Support Package)</

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