1.1.3　嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)需考慮的問題

外部約束是設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)遇到的較大的困難。下面列出嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中需考慮的一些主要問題。

（1）需要多少硬件。我們?cè)谠O(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)時(shí)不僅需考慮選擇何種微處理器，還需考慮存儲(chǔ)器容量、I/O設(shè)備及其他外圍電路。要在滿足系統(tǒng)性能要求的前提下，滿足系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性要求：系統(tǒng)硬件太少，將不能滿足性能要求；硬件太多，又會(huì)使產(chǎn)品變得過于昂貴，并降低可靠性。

（2）如何滿足實(shí)時(shí)性要求。通過提高微處理器速度來使程序運(yùn)行的速度加快，從而解決實(shí)時(shí)性問題的方法是不可取的，因?yàn)檫@是以增加系統(tǒng)成本投入為前提的。同時(shí)，僅僅提高微處理器的速度有時(shí)并不能提高程序運(yùn)行速度，因?yàn)槌绦蜻\(yùn)行速度還受存儲(chǔ)器工作速度的限制。因此應(yīng)精確設(shè)計(jì)程序以滿足實(shí)時(shí)性要求。

（3）如何降低系統(tǒng)的功耗。對(duì)于用電池供電的嵌入式系統(tǒng)而言，功耗是一個(gè)十分重要的考慮因素；對(duì)于不用電池供電的嵌入式系統(tǒng)而言，高功耗會(huì)帶來高散熱量。降低嵌入式系統(tǒng)功耗的一種方法就是降低它的運(yùn)算速度。但是單純降低運(yùn)算速度會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不滿足實(shí)時(shí)性要求。應(yīng)認(rèn)真設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)，以便通過降低系統(tǒng)非關(guān)鍵部分的速度來降低系統(tǒng)功耗，同時(shí)滿足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。

（4）如何保證系統(tǒng)可升級(jí)。系統(tǒng)的硬件平臺(tái)可能使用在不同代的產(chǎn)品中，或者使用在同一代但不同級(jí)別的產(chǎn)品中，且僅需做一些簡(jiǎn)單的改變。我們希望通過修改軟件來改變系統(tǒng)的功能。如何才能設(shè)計(jì)一種硬件平臺(tái)使它能夠提供未來程序需要的功能呢？

（5）系統(tǒng)調(diào)試復(fù)雜。調(diào)試嵌入式系統(tǒng)比調(diào)試通用個(gè)人計(jì)算機(jī)上的程序困難得多。我們通常需運(yùn)行整臺(tái)設(shè)備以產(chǎn)生測(cè)試數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時(shí)間往往是非常重要的。也就是說，不能離開嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行的整個(gè)環(huán)境來測(cè)試嵌入式系統(tǒng)。另外，嵌入式系統(tǒng)有時(shí)沒有配備鍵盤和顯示器，這導(dǎo)致我們不能了解系統(tǒng)的運(yùn)行情況，也不能干預(yù)系統(tǒng)的運(yùn)行，從而導(dǎo)致難以測(cè)試嵌入式系統(tǒng)。

（6）開發(fā)環(huán)境受限。嵌入式系統(tǒng)可用的開發(fā)環(huán)境（用于開發(fā)硬件、軟件的工具）比通用個(gè)人計(jì)算機(jī)上的少。我們通常在通用個(gè)人計(jì)算機(jī)上將程序代碼編譯成機(jī)器碼，然后將編譯好的機(jī)器碼下載到嵌入式系統(tǒng)中。為了調(diào)試這些代碼，通常必須依靠運(yùn)行在通用個(gè)人計(jì)算機(jī)上的程序來觀察嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)行情況。