嵌入式系统开发是计算机科学和技术的一个重要领域，主要涉及为特定目的设计和构建自包含的计算系统。这些系统通常嵌入到更大的机械设备或产品中，执行特定功能。以下是嵌入式系统开发的关键知识点，结合提供的文件内容进行详细阐述：
1. **嵌入式软件开发特点**：
- **交叉开发环境**：嵌入式开发需要在宿主机（通常是个人电脑）和目标机之间进行，使用交叉编译工具链。宿主机用于编写、编译和调试代码，而目标机是嵌入式应用实际运行的环境或其仿真系统。
- **任务设计方法**：由于嵌入式系统中的并发任务，开发过程通常会引入任务设计，如DARTS方法，来划分任务并定义任务间的接口。
- **固件需求**：嵌入式软件需要满足严格的实时性、稳定性和可靠性要求，以及抗干扰能力，这些要求往往超过通用软件。
2. **嵌入式系统开发流程**：
- **需求分析**：识别和分析用户需求，包括功能、性能、环境、可靠性和安全需求等，形成需求规格说明书和初步用户手册，并进行需求评审以确保质量。
- **设计阶段**：包括系统设计、任务设计和详细设计。DARTS方法有助于任务的划分和接口定义。
- **生成代码阶段**：编写代码，然后进行交叉编译和链接，以生成能在目标平台上运行的二进制代码。此阶段还包括交叉调试，确保代码在目标硬件上的正确性。
- **测试**：测试阶段包括单元测试和系统集成测试，确保软件满足所有规格要求。
- **固化阶段**：将软件固态化存储到目标硬件中，以满足嵌入式系统的特定需求，如高可靠性、实时性。
3. **交叉编译和调试**：
- **交叉编译**：使用与目标处理器架构不同的编译器在宿主机上生成目标机的代码。嵌入式开发环境如Tornado II和GNU工具链提供了这一功能。
- **交叉调试**：调试器运行在宿主机上，通过串口、并口、网络等通信方式连接到目标机，进行远程调试。有时会使用目标机的仿真软件进行本地调试。
4. **嵌入式系统固件**：
- **固态化存储**：嵌入式软件通常存储在非易失性存储器中，如闪存，以确保在系统启动时可立即执行。
- **高质量代码**：为了保证系统的可靠运行，嵌入式软件代码必须高度优化且无错误。
- **实时性**：实时性是嵌入式系统的基本特性，意味着软件必须在预定的时间内响应外部事件。
嵌入式系统开发是一个复杂的过程，涉及多方面的技术和方法。从需求分析到设计、编码、测试和固化，每个阶段都需要对硬件、软件和特定应用领域的深入理解，以创建高效、可靠的嵌入式解决方案。
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