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

    1 嵌入式開(kāi)發(fā)工具面臨的挑戰(zhàn)嵌入式開(kāi)發(fā)過(guò)程相對(duì)PC應(yīng)用程序開(kāi)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(shí)，缺乏統(tǒng)一的軟硬件平臺(tái)，系統(tǒng)建模、工程管理和項(xiàng)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(lái)越廣泛，市場(chǎng)對(duì)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(guò)去8位單片機(jī)系統(tǒng)所能比擬的了，這對(duì)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)、測(cè)試、管理都提出了新的要求，過(guò)去的嵌入式開(kāi)發(fā)工具已經(jīng)越來(lái)越無(wú)法適應(yīng)新的需求。總體上講，當(dāng)前的嵌入式開(kāi)發(fā)對(duì)工具提出了以下新需求：

    （1）如何從4／8／16位處理器過(guò)渡到32位處理器？

    中國(guó)很多嵌入式工程師都具有8位處理器的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，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(guò)了8位。引起這一市場(chǎng)變化的原因有兩個(gè)：其一是市場(chǎng)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(wú)法滿足要求；其二是32位RISC微處理器價(jià)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(jìn)行32位處理器的開(kāi)發(fā)非常重要。這就需要為那些熟悉8位處理器開(kāi)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(kāi)發(fā)工具。ARM公司推出的RealViewMDK是一個(gè)典型范例：MDK的IDE采用了中國(guó)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(guò)渡到32位處理器開(kāi)發(fā)中。

    （2）如何加快開(kāi)發(fā)周期？

    嵌入式系統(tǒng)現(xiàn)在越來(lái)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(kāi)發(fā)中，軟件開(kāi)發(fā)占80％以上的工作量。因此現(xiàn)在某些嵌入式軟件開(kāi)發(fā)已經(jīng)逐步達(dá)到中型軟件項(xiàng)目的程度，而隨著軟件規(guī)模的增大，軟件按時(shí)交付率將會(huì)下降。但是市場(chǎng)對(duì)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期要求卻越來(lái)越短。

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

    （3）各類工具之間如何配合？

    嵌入式開(kāi)發(fā)過(guò)程中會(huì)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(xiàng)目的需求，往往會(huì)選擇來(lái)自不同廠商的工具進(jìn)行組合。如果能非常方便地將這些不同廠商的工具無(wú)縫地配合起來(lái)，則可以大大減少不必要的工作，這對(duì)于開(kāi)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(lái)越復(fù)雜，很多嵌入式系統(tǒng)都開(kāi)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(shí)時(shí)運(yùn)行的時(shí)候，開(kāi)發(fā)人員通常只能使用串口打印輸出的方法來(lái)做調(diào)試。當(dāng)需要分析內(nèi)存錯(cuò)誤、多任務(wù)之間關(guān)系、異�；蛑袛嗵幚�、睡眠模式等情況時(shí)，目前的調(diào)試方法基本無(wú)效，系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)基本是黑箱運(yùn)行。這就需要更加強(qiáng)大的調(diào)試工具和手段來(lái)為開(kāi)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(shì)，這些新的硬件架構(gòu)會(huì)帶來(lái)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(gè)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(shí)現(xiàn)“1+1>2”。

    （6）如何實(shí)現(xiàn)圖形化開(kāi)發(fā)？

    圖形化開(kāi)發(fā)在計(jì)算機(jī)軟硬件開(kāi)發(fā)中已不是新問(wèn)題了。圖形化的開(kāi)發(fā)方法能大大減少開(kāi)發(fā)工作量和復(fù)雜程度。

    2 基于 Eclipse 平臺(tái)的開(kāi)發(fā)工具

    2001年11月IBM將新一代開(kāi)發(fā)工具項(xiàng)目Eclipse開(kāi)源，并建立了Eclipse社區(qū)。Eclipse是替代IBM VisualAge for Java的下一代IDE開(kāi)發(fā)環(huán)境，但其目標(biāo)不僅是成為專門開(kāi)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(guò)開(kāi)發(fā)插件，擴(kuò)展到任何語(yǔ)言的開(kāi)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(tái)類似PC機(jī)的主板，插件類似于PC機(jī)的擴(kuò)展卡。由于Eclipse這種開(kāi)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(huì)員；Eclipse下載量已經(jīng)超過(guò)3 000萬(wàn)人次，遍布120個(gè)國(guó)家；50個(gè)著名IT企業(yè)已經(jīng)提供了超過(guò)600個(gè)各種插件，有了C、Ja—va、COBOL、Perl、Python、XML等語(yǔ)言開(kāi)發(fā)插件，還有建模、數(shù)據(jù)庫(kù)、GUI等開(kāi)發(fā)插件，甚至圖形編輯的插件；在J2EE開(kāi)發(fā)方面，Eclipse更是以90％的速度增長(zhǎng)。

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

    目前，嵌入式工具提供商已經(jīng)開(kāi)始提供大量的嵌入式開(kāi)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(kāi)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(tái)，該IDE同時(shí)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(kāi)始提供各種針對(duì)自已芯片的Eclipse插件工具；著名的CPLD／FPGA開(kāi)發(fā)工具商ALTEra推出的Nios II IDE也是基于Eclipse平臺(tái)的；而Nokia也推出了稱為Nokia Widget的Eclipse插件，用于開(kāi)發(fā)Nokia手機(jī)上的應(yīng)用程序。另外，國(guó)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(kāi)發(fā)工具BDT.總之，在整個(gè)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的領(lǐng)域中，從硬件FPGA的設(shè)計(jì)工具到軟件的編譯工具、應(yīng)用層開(kāi)發(fā)工具已經(jīng)都有了相應(yīng)的Eclipse插件，而且這一趨勢(shì)正在迅猛擴(kuò)展。預(yù)計(jì)，在未來(lái)的2～3年內(nèi)中國(guó)的嵌入式開(kāi)發(fā)工程師也將開(kāi)始普遍使用基于Eclipse平臺(tái)的開(kāi)發(fā)工具，定制適合自身的開(kāi)發(fā)工具，進(jìn)行更加復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。