通常來(lái)說(shuō)，一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程如下：

　　確定嵌入式系統(tǒng)的需求；

　　設(shè)計(jì)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)：選擇處理器和相關(guān)外部設(shè)備，操作系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)平臺(tái)以及軟硬件的分割和總體系統(tǒng)集成；

　　詳細(xì)的軟硬件設(shè)計(jì)和RTL代碼、軟件代碼開(kāi)發(fā)；

　　軟硬件的聯(lián)調(diào)和集成；

　　系統(tǒng)的測(cè)試。

　　一、步驟1：確定系統(tǒng)的需求：

　　嵌入式系統(tǒng)的典型特征是面向用戶(hù)、面向產(chǎn)品、面向應(yīng)用的，市場(chǎng)應(yīng)用是嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的導(dǎo)向和前提。一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)取決于系統(tǒng)的需求。

　　1、MVB總線簡(jiǎn)介

　　列車(chē)通信網(wǎng)（Train CommunicaTIon Network，簡(jiǎn)稱(chēng)TCN）是一個(gè)集整列列車(chē)內(nèi)部測(cè)控任務(wù)和信息處理任務(wù)于一體的列車(chē)數(shù)據(jù)通訊的IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（IEC－61375-1）， 它包括兩種總線類(lèi)型絞線式列車(chē)總線（WTB）和多功能車(chē)廂總線（MVB）。

　　TCN在列車(chē)控制系統(tǒng)中的地位相當(dāng)與CAN總線在汽車(chē)電子中的地位。多功能車(chē)輛總線MVB是用于在列車(chē)上設(shè)備之間傳送和交換數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)通信介質(zhì)。附加在總線上的設(shè)備可能在功能、大小、性能上互不相同，但是它們都和 MVB總線相連，通過(guò)MVB總線來(lái)交換信息，形成一個(gè)完整的通信網(wǎng)絡(luò)。在MVB系統(tǒng)中，根據(jù)IEC－61375－1列車(chē)通信網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)， MVB總線有如下的一些特點(diǎn)：

　　拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：MVB總線的結(jié)構(gòu)遵循OSI模式，吸取了ISO的標(biāo)準(zhǔn)。支持最多4095個(gè)設(shè)備，由一個(gè)中心總線管理器控制。簡(jiǎn)單的傳感器和智能站共存于同一總線上。

　　數(shù)據(jù)類(lèi)型：MVB總線支持三種數(shù)據(jù)類(lèi)型：

　　a.過(guò)程數(shù)據(jù)：過(guò)程變量表示列車(chē)的狀態(tài)，如速度、電機(jī)電流、操作員的命令。過(guò)程變量的值叫過(guò)程數(shù)據(jù)。它們的傳輸時(shí)間是確定的和有界的。為保證這一延遲時(shí)間，這些數(shù)據(jù)被周期性地傳送。

　　b.消息數(shù)據(jù)：消息被分成小的包，這些包分別被編號(hào)并由目的站確認(rèn)。消息包及與之相關(guān)的控制數(shù)據(jù)形成消息數(shù)據(jù)。消息數(shù)據(jù)以命令方式傳輸。功能消息被應(yīng)用層所使用；服務(wù)消息用于列車(chē)通信系統(tǒng)自身的管理等。

　　c.監(jiān)視數(shù)據(jù)：是短的幀，主設(shè)備用它作同一總線內(nèi)設(shè)備的狀態(tài)校驗(yàn)、聯(lián)機(jī)設(shè)備的檢測(cè)、主權(quán)傳輸、列車(chē)初運(yùn)行和其它管理功能。

　　介質(zhì)訪問(wèn)形式：MVB總線支持RS485銅介質(zhì)和光纖。其物理層的數(shù)據(jù)格式為1.5Mbps串行曼徹斯特編碼數(shù)據(jù)。

　　MVB的介質(zhì)訪問(wèn)是由總線管理器BA進(jìn)行管理的，總線管理器BA是唯一的總線主設(shè)備，所有其它設(shè)備都是從設(shè)備。主設(shè)備按照某種預(yù)定的順序?qū)?a target="_blank">端口進(jìn)行周期性輪詢(xún)，在周期的間隔中，主設(shè)備轉(zhuǎn)而處理偶發(fā)性請(qǐng)求。

　　可靠性措施：MVB容錯(cuò)措施包括

　　發(fā)送的完整性：鏈路層有擴(kuò)充的檢錯(cuò)機(jī)制，該機(jī)制提供的漢明碼距為8，可檢測(cè)位、幀和同步錯(cuò)誤。

　　故障的獨(dú)立性：通常對(duì)銅介質(zhì)進(jìn)行完全雙份配置，以確保設(shè)備故障的獨(dú)立性。

　　發(fā)送的可用性：可用性可以通過(guò)介質(zhì)冗余、電源冗余、管理器冗余等措施得以提高。

　　2、MVB系統(tǒng)的基本需求如下：

　　a. 完全與IEC-61375-1（TCN） 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)兼容，支持MVB總線定義的三種數(shù)據(jù)類(lèi)型過(guò)程數(shù)據(jù)，消息數(shù)據(jù)，監(jiān)視數(shù)據(jù)。

　　b. 系統(tǒng)可配置成為：

　　i. 總線管理器（BA）功能

　　ii. 總線管理器（BA）功能和通信功能

　　iii. 獨(dú)立的通信功能

　　c. 采用ARM7TDMI的處理器

　　d. 采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

　　e. 供TCN的實(shí)時(shí)協(xié)議棧協(xié)議（RTP）

　　f. 支持 4096 邏輯端口的過(guò)程數(shù)據(jù)

　　g. 支持與上位PC104主機(jī)的雙口RAM接口

　　h. 輸入電壓5V

　　i. 工作環(huán)境溫度：－40℃～75℃

　　3、其他需求

　　多功能車(chē)輛總線MVB系統(tǒng)與用戶(hù)的列車(chē)控制系統(tǒng)同步設(shè)計(jì)，有著嚴(yán)格的時(shí)間限制。

　　二、步驟2：設(shè)計(jì)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，協(xié)同分配硬件/軟件方面的要求

　　嵌入式系統(tǒng)包含硬件和軟件兩部分：硬件架構(gòu)上以嵌入式處理器為中心，配置存儲(chǔ)器、 I/O設(shè)備、通信模塊等必要的外設(shè)；軟件部分以軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)為核心，向上提供應(yīng)用編程接口（API），向下屏蔽具體硬件特性的板級(jí)支持包BSP。嵌入式系統(tǒng)中，軟件和硬件緊密配合，協(xié)調(diào)工作，共同完成系統(tǒng)預(yù)定的功能。根據(jù)OSI的七層模型可以確定鏈路層和物理層由硬件實(shí)現(xiàn)，其他各層由軟件實(shí)現(xiàn)，如圖1。

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圖1：MVB的OSI模型和MVB系統(tǒng)軟硬件劃分。

　　1、嵌入式操作系統(tǒng)選擇：

　　通常而言，為一個(gè)嵌入式系統(tǒng)選擇操作系統(tǒng)要考慮如下幾個(gè)因素：

　　操作系統(tǒng)支持的微處理器

　　操作系統(tǒng)的性能

　　操作系統(tǒng)的軟件組件和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序

　　操作系統(tǒng)的調(diào)試工具，開(kāi)發(fā)環(huán)境、在線仿真器（ICE）、編譯器、匯編器、連接器、調(diào)試器以及模擬器等等

　　操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)兼容性

　　操作系統(tǒng)的技術(shù)支持程度

　　操作系統(tǒng)是提供源代碼還是目標(biāo)代碼

　　操作系統(tǒng)的許可使用情況

　　操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)者聲譽(yù)狀況