2 嵌入式軟件和硬件協(xié)同開發(fā)

? ??Proteus可以實現(xiàn)原理圖設(shè)計、PCB布板以及微處理器與外圍電路的協(xié)同仿真。Proteus微處理器模型支持8051、PIC、MSP430、AVR、ARM 7和HC11等系列微處理器。其中，2011年推出的Proteus7．10版本，增加了對ARM Correx-M3系列處理器的支持。
? ? 電子產(chǎn)品從芯片的選型、電路設(shè)計、PCB布板到樣板焊接調(diào)試，這中間一般需要幾個月的時間，這段時間對整個項目開發(fā)來說，是非常關(guān)鍵的。在磁場檢測儀樣板制作的同時，嵌入式軟件開發(fā)人員在Proteus中繪制基本原理圖后，就可著手在Proteus的ARM Cortex-M3微處理器模型上編寫程序。

由于采用Proteus和IAR聯(lián)調(diào)，即在IAR集成開發(fā)環(huán)境中進行代碼調(diào)試，運行和調(diào)試結(jié)果直接在Proteus中顯示，因此不用等到樣板制作完畢再開始嵌入式軟件的調(diào)試，從而做到嵌入式軟件和硬件的同步開發(fā)。
??? 另外，相對于直接在樣板上調(diào)試，Proteus更容易判斷出某個功能不能實現(xiàn)的具體原因，是由于硬件的故障還是軟件的編程問題引起的，從而避免了誤將硬件故障認為是軟件編程問題的情況發(fā)生，大大提高開發(fā)效率。另一方面，在磁場檢測儀LCD顯示驅(qū)動程序的調(diào)試中，利用Proteus提供的邏輯分析儀虛擬儀器測量LCD驅(qū)動時序，可以非常直觀地調(diào)試LCD的驅(qū)動程序，快速地完成LCD驅(qū)動程序的編程和調(diào)試。
??? 由于磁場檢測儀中每一版本的PCB都只焊接制作了3塊樣板，大部分調(diào)試都在Proteus上完成。所以，用Proteus代替實際樣板調(diào)試，可以很大程度地減少元件的購置，減少樣板的制作；同時，也大大減少了JTAG仿真器、示波器、邏輯分析儀等調(diào)試設(shè)備的購置。為磁場檢測系統(tǒng)開發(fā)節(jié)約大量的資金和寶貴的開發(fā)時間。

3 嵌入式軟件各模塊協(xié)同開發(fā)

3．1 引入嵌入式操作系統(tǒng)實現(xiàn)任務(wù)分解
????現(xiàn)在，國內(nèi)低端手機設(shè)計上廣泛使用聯(lián)發(fā)科技MTK的方案，將手機芯片和手機軟件平臺預(yù)先整合到一起。MTK的整套軟件系統(tǒng)十分龐大且復(fù)雜，但其架構(gòu)是引入Nucleus嵌入式操作系統(tǒng)，將手機軟件分解成多個任務(wù)并行開發(fā)。
??? MTK使用了Nucleus實時操作系統(tǒng)，但在其上做了內(nèi)核抽象層的封裝，以適應(yīng)最終生產(chǎn)廠商選擇其他實時操作系統(tǒng)的需要(如選擇替換為ThreadX)。Nucleus、ThreadX和μC／OS-II這3個嵌入式操作系統(tǒng)功能上很類似，但商用lICense是不一樣的。其中μC／OS-II應(yīng)用在市場上銷售的產(chǎn)品，是需要購買license的；而針對高校的教學(xué)和研究，是免費的。這也是μC／OS-II廣泛被高校教師和學(xué)生認知的一個重要原因，同時這也是我們優(yōu)先采用μC／OS-II作為磁場檢測儀的嵌入式操作系統(tǒng)的一個重要原因。
??? 目前，ARM程序的規(guī)模一般都很大，需要多人協(xié)同開發(fā)。由于不帶嵌人式操作系統(tǒng)的程序，僅依靠全局變量和函數(shù)傳遞信息，程序耦合度十分高，很難實現(xiàn)多人的協(xié)同開發(fā)。引入嵌入式操作系統(tǒng)后，各個任務(wù)間通過消息郵箱、消息隊列或信號量同步，大大降低程序的耦合度，極大地提高團隊協(xié)同開發(fā)的效率。
??? 引入嵌入式操作系統(tǒng)后，一般將程序分成幾個任務(wù)(線程)，分別由專人負責。嵌入式軟件開發(fā)流程中，首先是對電路板和嵌入式操作系統(tǒng)進行初始化，接著創(chuàng)建若干任務(wù)，剩下的工作就是編寫每個任務(wù)或中斷處理的程序代碼。圖2為磁場檢測儀的中斷和任務(wù)間的同步關(guān)系框架圖。

3．2 引入版本控制器實現(xiàn)代碼合并
????引入嵌入式操作系統(tǒng)后，每個嵌入式軟件開發(fā)人員只需負責一個或若干任務(wù)。通過引入源代碼控制軟件，可以實現(xiàn)嵌入式軟件代碼的整合和集中備份。其中，SVN是BitNami Redmine Stack一鍵式安裝模式中默認安裝的版本控制器。通過SVN的使用，開發(fā)人員每天回到實驗室，
通過SVN更新整個項目代碼，然后用Source Insight開始一天的代碼編寫工作。下班前，使用IAR編譯平臺進行代碼編譯，確認沒有編譯錯誤后，再把自己修改過的代碼上傳到SVN中。上傳代碼時，SVN會自動檢測代碼是否存在沖突(如果兩個或多個開發(fā)人員都改動了某一文件的同一地方，SVN會提示存在沖突)。如果存在沖突，開發(fā)人員可根據(jù)實際需要，協(xié)調(diào)解決沖突。
??? 引入SVN后，每次代碼上傳到SVN后都會自動更新生成一個版本號。當磁場檢測儀的嵌入式軟件各模塊聯(lián)調(diào)出現(xiàn)新問題時，通過比較類軟件(如beyond compare)，比較兩個版本代碼之間的差別，很多時候能夠快速找出問題的關(guān)鍵所在。