近年來 嵌入式 領(lǐng)域得到了迅猛發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)無處不在，嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)也變得越來越復(fù)雜，軟硬件的復(fù)雜度都大幅度增加。而市場對于嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)周期要求也越來越高，這對于嵌入式 開發(fā)工具 提出了新的挑戰(zhàn)。

    1 嵌入式開發(fā)工具面臨的挑戰(zhàn)嵌入式開發(fā)過程相對PC應(yīng)用程序開發(fā)而言，具有其特殊的復(fù)雜性，涉及更多的硬件以及操作系統(tǒng)底層的知識，缺乏統(tǒng)一的軟硬件平臺，系統(tǒng)建模、工程管理和項目管理的工具也非常缺乏。隨著32位嵌入式處理器的應(yīng)用越來越廣泛，市場對于嵌入式系統(tǒng)的性能要求不斷提高。當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)的復(fù)雜程度已不是過去8位單片機系統(tǒng)所能比擬的了，這對項目的開發(fā)、測試、管理都提出了新的要求，過去的嵌入式開發(fā)工具已經(jīng)越來越無法適應(yīng)新的需求�？傮w上講，當(dāng)前的嵌入式開發(fā)對工具提出了以下新需求：

    （1）如何從4／8／16位處理器過渡到32位處理器？

    中國很多嵌入式工程師都具有8位處理器的開發(fā)經(jīng)驗，多數(shù)高校畢業(yè)生在學(xué)校也是接受8位處理器的培訓(xùn)。目前，8位處理器在微控制器領(lǐng)域仍具有重要的地位，但是2008年32位微控制器的全球出貨量第一次超過了8位。引起這一市場變化的原因有兩個：其一是市場需要性能更高、功能更復(fù)雜的產(chǎn)品，8位處理器在功能上已經(jīng)無法滿足要求；其二是32位RISC微處理器價格已經(jīng)非常便宜了，例如ST公司基于Cortex—M3的STM32處理器，最便宜的僅僅1美元。

    32位處理器與8位處理器在體系結(jié)構(gòu)上還是有著很大區(qū)別的，如何讓熟悉8位處理器的工程師迅速熟悉并能進行32位處理器的開發(fā)非常重要。這就需要為那些熟悉8位處理器開發(fā)的工程師提供一種界面、接口他們都熟悉的32位處理器開發(fā)工具。ARM公司推出的RealViewMDK是一個典型范例：MDK的IDE采用了中國工程師非常熟悉的μVision（Keil），內(nèi)部則使用了ARM公司的專業(yè)編譯工具RVCT，這樣熟悉8位處理器的工程師可以非常平滑地過渡到32位處理器開發(fā)中。

    （2）如何加快開發(fā)周期？

    嵌入式系統(tǒng)現(xiàn)在越來越復(fù)雜，硬件復(fù)雜性和軟件復(fù)雜性大大增加。由于很多硬件已經(jīng)高度集成，這導(dǎo)致在目前的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，軟件開發(fā)占80％以上的工作量。因此現(xiàn)在某些嵌入式軟件開發(fā)已經(jīng)逐步達到中型軟件項目的程度，而隨著軟件規(guī)模的增大，軟件按時交付率將會下降。但是市場對嵌入式系統(tǒng)開發(fā)周期要求卻越來越短。

    嵌入式開發(fā)中軟件和硬件的依賴性非常高，軟件開發(fā)和硬件開發(fā)需要協(xié)同進行。如果能減少兩者之間的依賴性，尤其是軟件開發(fā)對硬件開發(fā)的依賴，那么將可以大大加快開發(fā)周期。

    （3）各類工具之間如何配合？

    嵌入式開發(fā)過程中會使用到各種工具，包括IDE環(huán)境、編譯工具、軟硬件調(diào)試工具、操作系統(tǒng)等。根據(jù)項目的需求，往往會選擇來自不同廠商的工具進行組合。如果能非常方便地將這些不同廠商的工具無縫地配合起來，則可以大大減少不必要的工作，這對于開發(fā)人員而言很重要。

    （4）如何調(diào)試復(fù)雜的系統(tǒng)？

    嵌入式系統(tǒng)越來越復(fù)雜，很多嵌入式系統(tǒng)都開始使用各種操作系統(tǒng)，并使用多核結(jié)構(gòu)。但是傳統(tǒng)的JTAG調(diào)試方法能力非常有限，尤其是當(dāng)目標(biāo)設(shè)備實時運行的時候，開發(fā)人員通常只能使用串口打印輸出的方法來做調(diào)試。當(dāng)需要分析內(nèi)存錯誤、多任務(wù)之間關(guān)系、異�；蛑袛嗵幚�、睡眠模式等情況時，目前的調(diào)試方法基本無效，系統(tǒng)實時運行時基本是黑箱運行。這就需要更加強大的調(diào)試工具和手段來為開發(fā)復(fù)雜的嵌入式應(yīng)用提供支持。

    （5）如何提高編譯性能？

    新的商業(yè)應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)中，多處理器系統(tǒng)和各種多核處理器已經(jīng)成為趨勢，這些新的硬件架構(gòu)會帶來非�？捎^的效益。但是這種多核和多處理器的結(jié)構(gòu)給編譯系統(tǒng)提出了非常高的要求。例如一個ARM+DSP的系統(tǒng)，如何將工作合理地分配給ARM處理器和DSP處理器，這非常重要。優(yōu)秀的編譯工具，應(yīng)該能使它們能實現(xiàn)“1+1>2”。

    （6）如何實現(xiàn)圖形化開發(fā)？

    圖形化開發(fā)在計算機軟硬件開發(fā)中已不是新問題了。圖形化的開發(fā)方法能大大減少開發(fā)工作量和復(fù)雜程度。

    2 基于 Eclipse 平臺的開發(fā)工具

    2001年11月IBM將新一代開發(fā)工具項目Eclipse開源，并建立了Eclipse社區(qū)。Eclipse是替代IBM VisualAge for Java的下一代IDE開發(fā)環(huán)境，但其目標(biāo)不僅是成為專門開發(fā)Java程序的IDE環(huán)境，而是用戶可以根據(jù)Eclipse的體系結(jié)構(gòu)，通過開發(fā)插件，擴展到任何語言的開發(fā)，甚至成為圖片繪制的工具。

    Eclipse最有魅力的地方就是其插件體系結(jié)構(gòu)。E—clipse平臺類似PC機的主板，插件類似于PC機的擴展卡。由于Eclipse這種開發(fā)的積木式體系結(jié)構(gòu)，使其發(fā)展得非常迅猛。很多行業(yè)軟件提供商，例如IBM、Intel、Sybase、Borland、BEA、WindRiver等公司都成為了Eclipse會員；Eclipse下載量已經(jīng)超過3 000萬人次，遍布120個國家；50個著名IT企業(yè)已經(jīng)提供了超過600個各種插件，有了C、Ja—va、COBOL、Perl、Python、XML等語言開發(fā)插件，還有建模、數(shù)據(jù)庫、GUI等開發(fā)插件，甚至圖形編輯的插件；在J2EE開發(fā)方面，Eclipse更是以90％的速度增長。

    嵌入式系統(tǒng)開發(fā)往往需要多種工具配合，如果采用Eclipse平臺，各種工具都以插件的方式出現(xiàn)，則開發(fā)人員非常容易定制自己的開發(fā)工具集。從編輯、建模、編譯、仿真、調(diào)試、測試工具到操作系統(tǒng)定制、版本管理、項目管理工具都可以無縫集成，構(gòu)建成一個界面風(fēng)格完全統(tǒng)一的開發(fā)工具集合。

    目前，嵌入式工具提供商已經(jīng)開始提供大量的嵌入式開發(fā)Eclipse插件。例如，ARM公司的RVDS 3.2模塊就有很大部分是Eclipse插件；MIPS公司的開發(fā)環(huán)境Sourecery G++基于GNU工具鏈和Eclipse IDE；WindRiver公司的WindRiver Workbench 2.O則完全基于E—clipse平臺，該IDE同時支持VxWorks、Linux和其他專用操作系統(tǒng)；很多芯片廠商例如ADl、TI、Xilinx等公司都開始提供各種針對自已芯片的Eclipse插件工具；著名的CPLD／FPGA開發(fā)工具商ALTEra推出的Nios II IDE也是基于Eclipse平臺的；而Nokia也推出了稱為Nokia Widget的Eclipse插件，用于開發(fā)Nokia手機上的應(yīng)用程序。另外，國內(nèi)嵌入式工具公司Embest也推出了完全基于Eclipse的ADl處理器開發(fā)工具BDT.總之，在整個嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的領(lǐng)域中，從硬件FPGA的設(shè)計工具到軟件的編譯工具、應(yīng)用層開發(fā)工具已經(jīng)都有了相應(yīng)的Eclipse插件，而且這一趨勢正在迅猛擴展。預(yù)計，在未來的2～3年內(nèi)中國的嵌入式開發(fā)工程師也將開始普遍使用基于Eclipse平臺的開發(fā)工具，定制適合自身的開發(fā)工具，進行更加復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。