3、嵌入式系统设计中的软硬件抽象与调试

嵌入式系统设计中的软硬件抽象与调试

在嵌入式系统设计中，软硬件的协同设计与调试是一个复杂且关键的过程。下面将详细介绍其中的关键步骤、抽象层次以及软硬件接口等重要概念。

1. 设计流程步骤

嵌入式系统设计的整体流程包含多个关键步骤，每个步骤对应不同的软件组件生成和验证，且处于不同的抽象层次。具体步骤如下：
1. 通信协议设计 ：明确子系统内任务间的通信协议（子系统内通信）以及不同子系统间的通信协议（子系统间通信）。
2. 通信映射到硬件资源 ：将不同任务间通信所使用的各种链接映射到架构中可用的硬件资源上，以实现指定的协议。例如，FIFO 通信单元可映射到硬件队列、共享内存或基于总线的设备。通过使用适当的 HdS 通信原语，使任务代码适应通信机制。此步骤也称为虚拟架构设计，得到的模型称为虚拟架构模型。
3. 软件适配特定通信协议实现 ：详细处理与通信协议相关的方面，如并行运行的不同处理器之间的同步机制。软件代码需适配同步方法，如事件或信号量，可借助软件栈中的操作系统（OS）和通信组件的服务来实现。在 MPSoC 环境中，OS 可能是像 Linux 这样的重量级操作系统，但在便携式设备中，操作系统通常是通信原语和简单调度机制的轻量级集合，针对单个应用设备或小范围应用。此阶段也称为事务精确架构设计，得到的模型是事务精确架构模型。
4. 软件适配目标处理器和特定内存映射 ：将依赖处理器的软件代码集成到软件栈（HAL）中，以实现对硬件资源的底层访问，并完成最终的内存映射。此步骤也称为虚拟原型设计，得到的模型称为虚拟原型模型