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多年来我国住宅市场连续保持了供需两旺的景象，为迎合开发商宣传的需要，社会上自发产生了对住宅品质各种不同名目的评价与认定。然而在房地产市场竞争日趋激烈、房地产市场渐入理性发展的今天，其可信度大打折扣。几乎所有负责任的开发商都迫切需要一种具有公信力的评价机制，对其开发的住宅项目做出客观公正的评价。住宅性能评定就是由政府部门建立起的一个针对住宅性能的科学、公正、公平的具有公信力的第三方评价机制，借用专家的学识与经验，使消费者对住宅的性能状况心中有数。
一、什么是3A产品 现行住宅性能认定以2005年建设部的住宅性能评定技术标准为依据，从规划、设计、施工、使用等方面，将住宅性能划分成5个方面，即适用性能、环境性能、经济性能、安全性能、耐久性能。通过5个方面的综合评定，体现住宅的整体性能，以保障消费者的居住质量。住宅性能按照评定得分划分为A、B两个级别，其中A级住宅是执行了国家现行标准且性能好的住宅；B级住宅是执行了国家现行强制性但性能达不到A级的住宅；A级住宅又按得分由低到高细分为1A、2A、3A三等。3A级产品是住宅性能评定中最高级别的产品。
二、国内房地产业3A产品现状 住宅性能评定反映了住宅的综合性能，体现了节能、节水、节地、节材等产业技术政策，全国许多负责任的开发企业勇于承担建设节能省地环保型住宅的历史使命，纷纷参加住宅性能A级认定，截止2008年8月底，全国已有410个小区、一万余幢住宅楼通过了性能认定预审；147个小区，4310栋住宅楼通过住宅性能认 定终审，其中14个小区通过了3A级住宅终审。
三、3A产品的评分标准、申报及评定 住宅性能评定技术标准采用指标量化法对住宅的进行性能评定，共设五大性能268项指标：适用性能和环境性能满分为250分；经济性能和安全性能满分为200分；耐久性能满分100分，总计1000分。其中达到3A级住宅指标得分要求如下：含有的18个子项全部得分，且适用性能和环境性能得分等于或高于150分，经济性能和安全性能得分等于或高于120分，耐久性能得分等于或高于60分，总分850分以上，且满足所有6项含有的子项。
住宅性能认定的申报条件： (1)房地产开发企业经资质审查合格，有资质审批部门颁发的资质等级证书；(2)住宅的开发建设符合国家的法律法规和技术、经济政策，以及房地产开发建设程序的规定。
申报及认定流程：(1)项目立项后，填写申请表，进行申报；(2)规划设计方案完成后，向评定机构申请设计审查；(3)设计审查通过后，颁发通过设计审查的证书和文件，评定机构进行全面跟踪；(4)主体竣工后，组织专家组进行中期检查； (5)竣工验收后，组织专家组进行终期检查； (6)终审通过后，颁发证书，公告。
住宅性能的评定方法：住宅性能终审一般由2组专家同时进行，其中一组负责评审适用性能和环境性能，另一组负责评审经济性能、安全性能和耐久性能，每组专家3-4人。专家组通过听取汇报、查阅设计文件和检测报告、现场检查等程序，对照住宅性能评定标准分别打分。
四、项目规划设计和施工图设计阶段针对3A产品的工作重点 在规划阶段和施工图设计阶段根据住宅性能评定的五大性能标准提出规划设计和施工图设计条件，使3A标准融入规划设计和施工图设计阶段。既可避免产生先天性的缺欠，又能使一些3A指标得以细化和明确，从而保证项目实施3A标准的设计质量。下面分别从适用性能、环境性能、经济性能、安全性能、耐久性能五个方面说明在规划和施工图设计阶段的工作重点。
（一）住宅适用性能 住宅适用性包含了住宅建筑功能空间的构成、尺度、数量、日照、通风及视线、声环境等性能和居住设备、设施要求，包括单元平面、住宅套型、建筑装修、隔声性能、设施设备和无障碍设施6个评定项目。单元平面各功能空间尺寸、电梯楼梯设置、日照通风、采光和视线均要满足标准要求；住宅套型设计要做到房间齐备，交通顺畅，布局合理，动静区分，使用功能不同的房间紧凑协调，房间直接采光，并保证日照，通风的要求；无障碍设计中要满足到户内、住区道路、入口、公共卫生间的无障碍要求；以上是规划设计阶段应考虑的重点，应对照标准要求逐条落实。否则会产生先天的缺欠。
（二）住宅环境性能 环境性能评定包括用地与规划、建筑造型、绿地与活动场地、室外噪声与空气污染、水体与排水系统、公共服务设施和智能化系统7个评定项目。因地制宜、合理利用原有地形地貌；住栋布置满足日照通风要求、建筑密度控制适当；道路架构清晰、出入口设置；绿地设置；公共配套服务设施配置等在规划设计阶段应重点考虑。3A住宅要求的机动车停车率≥1是硬性指标，在规划设计阶段应根据总户数设计足够的停车位。
建筑造型、公共服务设施、垃圾存放与处理设施及智能化系统在施工图设计阶段应根据标准要求进行重点深化。
（三）住宅经济性能 经济性能评定包括节能、节水、节地、节材4个评定项目。住宅建筑以南北朝向为主；体型系数、窗墙比、地下空间的利用均要在规划设计阶段整体设计。施工图设计阶段对建筑围护结构如墙体的构造、屋面的构造、外窗外门的传热系数要求、采暖照明系统设计及设备选型、中水雨水利用要进行重点深化。
（四）住宅安全性能 安全性能评定包括结构安全、建筑防火、燃气及电气设备安全、日常防范措施和室内污染控制5个评定项目。耐火等级、消防道路、疏散口数量、疏散楼梯设置在规划设计阶段应明确，并要满足指标要求。地基基础、荷载等级、抗震设防、消防设施的设置、栏杆的设置应在施工图设计中按照标准要求进行深化。
（五）住宅耐久性能 耐久性能评定包括结构工程、装修工程、防水防潮工程、管线设备和门窗6个评定项目。在耐久性能方面没有在规划设计阶段需要明确的指标。结构设计、装修设计、防水设计、管线设计、设备门窗设计选型的使用年限和耐久性指标要求在施工图设计阶段应在施工图中明确。
五、项目室外环境景观结合3A产品应做的设计工作 项目室外环境景观按3A标准要求涉及到住宅使用性能、环境性能、经济性能三个方面，五个评定项目，28个检查指标。针对这些项目指标，在景观硬景、软景设计前对设计单位提出要求，使其在设计中充分体现，确保设计图纸满足3A指标要求。为落实指标要求，对单元公共入口、小区道路、室外景观等要求进行无障碍设计；要求住区内道路交通顺畅、路面铺装选材合理、绿地率≥35%并提出要充分利用散地、停车位、墙面等进行绿化；在绿化植物方面：花卉、木本植物种类数量、乔木量均有指标要求；在室外活动场地方面：分别设置老人、儿童活动场地、设置健身场地、设置儿童戏水池等。以上方面是园林景观设计时应重点考虑的内容。
社会需要人才的类型是多样的，不同类型人才的培养对于教育软硬件、教学内容、实践内容的要求是不一样的。家电产品设计教学作为高等艺术设计教育的重要组成部分，从培养目标的定位，实践教学的实施过程、学生就业的形势等方面谈谈自己在教学过程中对学生实践能力培养的一点看法。
一：制定切合实际的培养目标和任务，让教学与市场接轨
在培养目标任务的定位上，要针对现实情况，贯彻“以就业为导向”原则，根据市场需要，生源基础，学校自身软硬件条件等制定出相应的培养目标，前提是市场中一定岗位需要的人才，自身条件能培养出来的人才，而不能盲目攀高，制定不切实际的培养目标。社会当然需要高级设计人才来引领设计文化，他们具有较为丰富的人文科学知识和自然科学知识，具备一定艺术修养，有很强的设计艺术技能，还具备组织协调及管理能力等方面的综合素质，这应该是高等艺术院校的培养目标，让教学与市场接轨。在产品设计行业，特别是在家电产品设计行业中，市场更需要大量有实践经验的人才，面对刚刚毕业的大学生，如何让这批还没有走出学校、或者将要步入社会的学生，在择业与就业之后，能融入自己的本职工作，适应自己的工作岗位。这是学校在前期制定教学目标与培养方案时就要考虑并完成的，这样教学才能井然有序的进行。同时也为教学提供了理论参考指南。
在现如今的大工业发展形势下，产品设计得到空前的重视与保护，家电产品也不例外，大部分的大中型家电生产企业与设计公司都提倡原创设计的创新模式，并组织大量的设计大赛，主体对象就是大学在校相关专业的在校生，这样，大量学生的参与，学生自身在专业上也得到了实践锻炼，同时也丰富了大赛的内容，企业也有了更多的原创产品选择，教学与市场接轨的初级阶段也就建立起来了。
二：引入大赛实践教学，让学生和课程教学“零距离”
在实践教学实施上，学生先在学校学习理论知识和设计技能，在毕业前一年或半年到公司实习，如果在校期间实践技能课开的比较好，能真正紧密联系实际，那么在进入实习单位后通过实际接触客户，接触家电产品设计案例，跟踪设计过程来检验在校期间学习的知识技能，顺理成章的为正式走上工作岗位奠定基础。相反如果在校期间的实践技能没有得到锻炼，那么在实习期间则是真正意义上的“重新学习”。也就使得部分学生错误地感觉在实践中才能学到东西。那么我们在校期间究竟应该实践哪些课程，如何实施实践课程才能使学生在将来实际工作中感觉到学有所用呢？这就需要教育单位在教学前期要进行大量的市场调研，针对市场和企业对产品设计人才的要求结合起来，同时也制定教学内容和实践内容的统一性。让市场的大赛机制与高校产品设计的教学机制相结合，以“实战”的形式让学生对设计项目全程跟踪、全程参与。这就要让老师与学生主动的去寻找大赛信息，把产品设计相关大赛内容有效的融入到课程教学当中，就是说尽可能的让学生和产品设计大赛实践零距离，学生是在工作实践而非模拟实践。同时也能将整个的家电产品设计流程与方法得到巩固，这就会使得学生不仅在电脑中能做出漂亮的作品，还能在输出后的到满意的结果，实践的重要意义得以充分体现。
在初期专向实践课中的大赛设计项目可由老师为主导，主要是引导学生全程参与，把老师自己的设计经验阐述给学生，定时总结设计案的成败得失。有些被否定的提案若能经过老师的分析总结也会成为一种好的教材，这样也能引导学跳出设计框框，转换角度，提高批判思维能力等。后一个阶段可以由学生自己尝试承担大赛设计，学生可以是个体参与或分组参与，采用竞标方案的形式。这样一方面可以提高学生的竞争意识，一方面也可以培养团队协作精神，这都是将来走上工作岗位后所必须具备的素养。教师在此过程中可以引导学生确定设计方向，帮助学生分析揣摩客户要求，到逐渐放手鼓励学生独立设计，仅给学生提建议，对学生的设计案进行评估等。就是逐渐过度到学生为主导，老师起辅助作用，在给大赛组委会送交方案时，可让学生分别从创意到制作到方案的应用等方面阐述推荐自己的方案，将他们的设计接受市场的检验，这就使的学生从一开始就按照企业、市场、以及大赛的要求来做设计，而非“随心所欲”的做纯表现的设计。这样就能使学生在走上工作岗位后直接或在较短的时间内就能承担实际工作，这也正是许多用人单位所希望的。
当然，这样的实践教学方式需要学生具备良好的产品设计理论知识和设计技能，此阶段教学就是培养学生利用设计技能把学到的理论知识应用到实际中去，如果结合的好的话，学生就能形成一定的设计思维，从而提高自身的操作能力、创造能力。通过实践，使学生更加专业，更熟悉市场。
三：构建科学的就业模式，让学生的理论知识与实践能力同步提高
首先在学科理论知识的掌握上，这点在产品设计专业的培养目标的定位上可看出，学生必须具备良好的学科理论知识，只有在这个层面上打下良好的基石，才有可能在将来的专业上走的更远，在更高层次的岗位上工作，这就为学生将来的发展提供了可能。其次，在专业技能表达方面。眼高手低，和眼低手高，二者就是说明创意和技能的关系，有了好的想法，却很难有专业技能表达出来，专业表达能力的高低更是衡量艺术设计学科学生的重要尺度。在实践课程教学中则应把评价标准重点放在强调专业技能表达的针对性上，和满足实践需要的表达效率上。另外，应积极鼓励学生参加各类产品设计竞赛、特别是在家电产品设计课程的教学过程中，提倡学生加大量的家电产品设计类大赛，这样就能让课堂理论教学与课外实践环节有效的得到结合，这也是学生在为提前了解社会，对于他们走上社会，进入设计领域也会产生一定的自信。
嵌入式软件的开发具有如下几方面的特点：
1）需要交叉开发工具和环境。由于嵌入式软件本身不具备自主开发能力，即使设计完成以后用户通常也不能对其中的程序功能进行修改，因此必须有一套开发工具和环境才能进行开发。这些工具和环境一般基于通用计算机上的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。开发时往往有主机和目标机交叉开发的概念，主机用于程序的开发、调试，目标机作为最后的执行机构。开发时主机和目标机需要交替结合进行。
2）软硬件协同设计。软硬件协同设计涉及以下方面：嵌入式软件设计、实时系统设计、硬件设计和软件设计。软硬件协同设计强调硬件与软件的协同性与整合性、软件与硬件的可裁减，以满足系统对功能、成本、体积和功耗等要求。
3）嵌入式软件开发人员以应用专家为主。通用计算机的开发人员一般是计算机科学或计算机工程方面的专业人士，而嵌入式软件则是要和各个不同行业的应用相结合的，要求更多的计算机以外的专业知识，其开发人员往往是各个应用领域的专家。
4）软件要求固态化存储。为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中，而不是存储于磁盘等载体中。
5）软件代码高质量、高可靠性。尽管半导体技术的发展使处理器速度不断提高，片上存储器容量不断增加，但在大多数应用中，存储空间仍然是宝贵的，还存在实时性的要求。为此要求程序编写和编译工具的质量要高，以减少程序二进制代码长度，提高执行速度。嵌入式软件的核心是系统软件和应用软件，由于存储空间有限，因而要求软件代码紧凑、可靠，大多对实时性有严格要求。
6）系统软件的高实时性。在多任务嵌入式软件中，对重要性各不相同的任务进行统筹兼顾和合理调度是保证每个任务及时执行的关键，单纯通过提高处理器速度是无法完成和没有效率的，这种任务调度只能由优化编写的系统软件来完成，因此系统软件的高实时性是基本要求。嵌入式软件应用程序虽然可以没有操作系统直接在芯片上运行，但是为了合理地调度多任务，利用系统资源，系统一般以成熟的实时操作系统作为开发平台，这样才能保证程序执行的实时性、可靠性，并减少开发时间，保障软件质量。
2软硬件协同设计概念
嵌入式软件设计是使用一组物理硬件和软件来完成所需功能的过程。系统是指任何由硬件、软件或者两者的结合来构成的功能设备。由于嵌入式软件是一个专用系统，所以在嵌入式产品的设计过程中，软件设计和硬件设计是紧密结合、相互协调的。这就产生了一种全新的发展中的设计理论——软硬件协同设计。这种方法的特点是，在设计时从系统功能的实现角度考虑，把实现时的软硬件同时考虑进去，硬件设计包括芯片级“功能定制”设计。既可最大限度地利用有效资源，缩短开发周期，又能取得更好的设计效果。
系统协同设计的整个流程从确定系统要求开始，包含系统要求的功能、性能、功耗、成本、可靠性和开发时间等。这些要求形成了由项目开发小组和市场专家共同制定的初步说明文档。系统设计首先确定所需的功能。复杂系统设计最常用的方法是将整个系统划分为较简单的子系统及这些子系统的模块组合，然后以一种选定的语言对各个对象子系统加以描述，产生设计说明文档。其次，是把系统功能转换成组织结构，将抽象的功能描述模型转换成组织结构模型。由于针对一个系统可建立多种模型，因此应根据系统的仿真和先前的经验米选择模型。
3嵌入式软件开发的方法论
在建立一个完整的嵌入式软件或是产品时，大部分系统都很复杂，不但功能规格很多，还必须考虑例如价格、性能等其他因素，否则很容易做出一个失败的系统或是产品。因此，在进行系统开发之前，必须先了解一些系统设计技术，使得在开发过程中更为顺利。一般来说，产品设计的过程会经历几个步骤，为了确保这些步骤的合理性，我们需要一个设计方法论来面对整个设计过程。采用方法论有以下三个重要理由。
确认所做的每一件事情都是必须要做的，不做无谓的工作，也不漏掉关键性的重要工作，其中包含性能最佳化或是功能测试。
根据设计方法论可以发展出计算机辅助工具或是设计经验累积，汲取每一次产品开发的经验。再经过量化之后，可以发展出一套工具或是方法，让往后的产品设计步入自动化。
开发团队遵循同一套方法论，可以让团队成员更容易彼此沟通。每个人都能在短时间内了解整体过程中将经历哪些过程，需要何种支持与接收到何种结果。此外，也容易通过一套已经定义好的方法论，彼此相互合作协调。设计过程的目标是做出有一定用途且具有创新点的产品。产品的典型规格包含功能性、制造成本、性能表现、省电考虑和其他特性。
硬件系统功能会越来越强大，许多软件的功能会用硬件来实现，“软件硬化”发展趋势越来越快。整机的体积和功耗越来越小，越来越符合绿色环保的要求，同时产品的价格会越来越低，因此，对IC的功能、耗电以及成本的要求会越来越刻薄。
不论是IC还是软件开发平台，功能将越来越强，而价格却越来越低。使用的界面越来越友好，体积却越来越小，携带越来越方便，会使用的人也越来越多。
需要越来越多的精通软、硬件的复合型高级人才。因嵌入式系统的开发完全不同于PC机系统的开发工作。在PC机系统的开发工作中，硬件几乎不需要开发者来设计，厂家已设计好了。你只要设计软件就行了。而且，软件目标码的大小对硬件的成本几乎没有影响。在嵌入式系统中就不同了，软件的算法和大小对产品成本有着极大的影响。因此，产品设计主管必须具有较强的软硬件知识，是软硬件复合型人才，才能很好地完成产品的设计工作，设计出极具市场竞争力的产品来。
软件硬化趋势加快
这里重谈一下软件硬化的看法。国际上嵌入式软件技术发展的趋势是：随着半导体技术的进步，IC的设计开发平台使用越来越简单，价格越来越低，以及制造工艺的进步，致使IC生产成本也越来越低了。许多过去只能以软件实现的功能，现在完全可以用硬件来实现了。并且，有时用硬件来实现的成本甚至比用软件方式来的还要便宜。
因此，软件工程师也可以来设计IC了，这都是过去不可想象的事。我们软件工程师一定要有从设计软件转变到硬件设计的心理准备。因为，这是嵌入式系统发展的趋势，只有这样我们才能赶上嵌入式系统发展的时代脉搏。
而我们现在软件发展的方向基本上走的还是“硬件软化”的道路，即所有的功能尽量用软件来实现。如MP3、MP4、MPEG2、MPEG4等等的功能尽量用软件来实现。其优势是通用性好，产品升级容易。但它只适合小批量即专用型或对价格不敏感的产品使用。但对大批量即普及型或对价格敏感的产品就不太适用了。更不能设计生产出具有市场竞争力的产品了。因“硬件软化”带来的不足是摊到每个产品上的成本较高、功耗大、接受灵敏度低、稳定性不高、内存容量需求大、有程序跑飞等等的问题。
另外，这种软件的发展方式带来的最大问题就是我们整个嵌入式系统的发展永远只能跟在别人的后面跑，而不能超越别人。因按这种模式发展，IC设计的核心技术永远掌握在他人的手中。因此，我们应该充分认识到这一点，及早地调整我们的发展思路，培养出自己的精通软硬件设计的复合型高级软件人才。只有这样，我们才有可能在嵌入式系统的发展上赶超世界先进水平。
硬件门槛降低
随着IC开发平台的极大进步，电路设计工程师和软件工程师也能够设计自己的IC了，并且技术水平越来越成熟了。过去许多要靠软件才能实现的功能都能由硬件或软件工程师用硬件来设计实现了。而且，他们将逐步成为IC设计的主力军。这在以前是不可想象的，当时IC设计只能是半导体工程师的专利。
汇聚式处理器解决嵌入式设计技术挑战
尽管嵌入式设计经过数十年的发展，在核心处理器硬件平台、嵌入式操作系统和开发工具上已经有广泛的选择，然而随着市场竞争加剧、系统日益复杂化，目标应用对系统的功能、性能、成本的要求也日趋苛刻。工程师所面临的设计挑战似乎并没有随着半导体技术的发展降低，甚至日益增高，工程师在进行方案选择时必须正确评估应用面临的挑战。
处理能力要求越来越高。系统本身的复杂功能、友好的界面设计要求、各种接口和通信需求都需要占用大量的MIPS处理能力，单一的传统MCU或ASIC很多时候难以满足系统高处理能力的需求，双芯片甚至三芯片解决方案日益增多，但随之而来的高设计复杂性、功耗和BOM(材料清单)成本让方案缺乏竞争性。此外，当前嵌入式系统设计，特别是一些新产品和功能复杂的嵌入式产品设计，要在设计周期很有限的条件下完全从零开始实现设计已经变得不现实，也不具成本效益。因此，是否能提供完善的开发工具套件、必要的软件模块、成熟的参考设计、系统设计支持，以及是否有完整的设计生态系统等，对于是否能按期高质量地完成系统设计非常关键。
标准的多样性和不确定性带来产品升级换代的顾虑。当前在各个行业都面临一些创新型应用，例如智能电表和智能视频监控等，这些应用都具有一定开创性，目前没有或尚未形成行业统一的标准，如何在保证抢占市场窗口期的先机，同时确保当前的设计满足未来变化的市场和技术需求，必须考虑方案的可扩展性和性能裕量。
低功耗的要求日益苛刻。处理器性能要求越来越高，而系统功耗要求越来越低，这几乎形成一对矛盾。然而，实际设计过程中，工程师不得不面对这种近乎矛盾的需求。随着半导体工艺技术、嵌入式处理器架构优化以及设计技术的改进，低功耗设计技术日新月异，电压、工作频率自适应调整技术、多工作模式的节能技术、数字电源管理技术，以及低功耗的最新半导体工艺技术应用层出不穷。在众多方案中选择满足设计功率预算要求的系统方案也是系统设计成功的关键因素之一。
选择具有广泛嵌入式系统支持能力的解决方案非常重要。目前可用的嵌入式操作系统众多，各具优势，硬件平台方案对这些操作系统的支持能力是进行方案选型的考虑要点之一。
以Mcu或AsIc为核心器件的硬件平台方案在解决上述嵌入式系统设计要求上正面临挑战，有限的处理能力通常难以满足很多应用的高处理能力需求，或者缺乏进行功能扩展和产品升级换代的设计灵活性，某些设计为了满足系统的处理能力要求而增加DsP或协处理器，从而增加系统的复杂性、功耗和成本。
结合MCU和DsP性能优势的汇聚式处理器是有效解决上述设计挑战的方案之一，而ADI公司Blackfin处理器是目前市面上唯一的汇聚式处理器产品。汇聚式处理器典型应用有电力应用的智能电表，安防应用的视频监控，医疗设备的便携式房颤监测仪，工业应用的3DLevelScanner三维曲面测量仪等。预览全文，请访问本刊网。
科学大师是引用出来的
关键词: 嵌入式系统;教学体系;实验室配置;师资建设
Key words: embedded system;course architecture;laboratory configuration;teacher development
中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)11-0249-02
0引言
嵌入式系统涵盖了微电子技术、电子信息技术、计算机软件和硬件等多项技术领域的应用。国内许多高校已在研究生和本科生中,较早开设了嵌入式系统的相关课程,并筹建了嵌入式系统教学实验平台,高职类院校进行嵌入式系统教学的院校相对较少。由于嵌入式系统产品千变万化,小到MP3播放器,大到飞机导弹,差异非常大,个性多于共性,而且嵌入式技术本身学习难度比较大,由此导致嵌入式系统的人才培养比较困难。嵌入式技术教学目前还没有完整和现成的体系可供参考,而高职由于学生特点和师资的原因不能直接应用本科类院校的课程体系和开课模式,高职类院校因为地域和条件的差异也很难直接参考,我校根据自身的特点在嵌入式系统教学和实验室建设方面进行了有益的尝试与探索。在实践教学基地建设时,首先对嵌入式系统课程体系、实验内容、师资队伍等诸多方面进行详细设计和规划,以保证嵌入式系统实践基地能够满足学生学习掌握嵌入式技术的基本要求及部分较好学生和老师的需要。
1高职嵌入式人才培养的目标定位
通过对嵌入式系统人才需求报告的研究,我们发现嵌入式系统行业和一般的制造业并不相同,即高技能人才的需求并不在嵌入式产品的制造过程,而是在研发及技术支持环节,这两个环节一个在产品生产之前,一个在产品生产之后。这也是由嵌入式产品自身的特点决定的。由于嵌入式产品普遍采用32位RISC技术,芯片采用超大规模集成电路制造,也决定了产品的生产过程全部采用SMT设备完成。很多从事嵌入式产品设计制造的公司可能都没有自己的制造厂,而是直接委托行业的制造厂家来生产。针对嵌入式技术的特点及高职学生和我校师资的实际情况,我们把培养的嵌入式系统人才定位在嵌入式助理工程师(主要岗位:研发助理工程师,硬件测试工程师,软件测试工程师,系统功能测试工程师,硬件维修工程师和嵌入式产品销售工程师,技术支持工程师等岗位。)
通过对这些岗位的分析,我们能得出所需的嵌入式知识体系:(1)掌握基本的电路知识;(2)掌握主流嵌入式微处理器的结构与原理;(3)掌握一个嵌入式操作系统;(4)熟悉嵌入式软件开发流程并至少做过一个嵌入式软件项目。
2嵌入式系统理论教学体系
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）24-0101-02
随着现代电子制造水平和网络技术的飞速发展，嵌入式系统已经成为汽车电子、家电控制和消费类电子等产品的重要组成部分，由于其硬件部分体积小、价格便宜、集成度高，并且软硬件都可以进行“按需定制”可裁剪，嵌入式系统有着十分广阔的发展前景。
同时嵌入式系统中的无线通信技术、传感器技术和自动化系统控制技术的日益成熟，把传感器得到的各种数据，通过互联网的手段传输出去，使得世界的联系从人与人的联系，逐步转变成物与人的联系，物与物的联系；使得现实世界与信息网络更加的紧密结合。通过物联网项目的开发，更好的促进嵌入式系统作为物联网项目的载体的教学和改革工作。
1嵌入式系统教学的现状
关于嵌入式系统教学过程中的课程定位、相关先导课程与基础知识的准备、教学内容（包括硬件平台和软件平台）的选择、实践教学与实践环节组织等问题，在目前，仍然存在争论和探索。本环节就以下几个方面进行分析：
1）嵌入式系统的课程定位
由于各个院校对于嵌入式系统的课程定位的不同，不同的院校对于本课程的应用方向也不同。有的院校更加侧重于底层硬件和系统文件的裁剪，偏向于基于单片机的应用；有的院校更加侧重于嵌入式系统的应用，偏向于软件开发与调试。
2）嵌入式系统教学的先导课程
基于上述不同院校之间课程定位的不同，嵌入式系统课程的先导课程也有所不同，针对偏硬件设计方向的，硬件电路设计作为重点。针对偏软件设计方向的，则是把程序设计语言作为重点。
3）嵌入式系统教学的学时分配
不同院校的不同专业对于嵌入式系统课程的要求不同，有的专业是作为专业核心类课程，有的专业是作为专业通识类课程，有的专业是作为专业选修类课程。因此，对于嵌入式系统教学的学时，有着很大的不同。
4）嵌入式系统教学内容的选择
嵌入式系统课程由于对前期课程的要求较高，同时现有教学内容中，理论偏多，各种概念和模型较难理解，学生动手去实践相对较少，学生学习起来非常抽象和枯燥，无法形成自己的知识体系结构，缺乏直观性，因此学生学习积极性会随着课程的深入，逐步降低。
同时嵌入式系统教学需结合教学平台设备来进行开展。在现有市场上，嵌入式系统教学平台种类繁多，并且配套的软件操作系统也有所不同，不同院校都根据自身的实际情况进行相应选择。
2嵌入式系统教学组织
根据本学院“5-3-3”课程体系构建的思想，再结合江苏省苏州市吴江区地方经济具体特点的基础上，以近年来国际工程教育改革CDIO工程教育模式为思路，将构思、设计、实现和运作贯穿在整个课程体系之中，以产品研发到产品运行的生命周期为载体，结合物联网的发展，在不同的行业、企业及应用背景下，将物联网的项目案例，和嵌入式系统的课程体系融会贯通，强调职业教育教学行动的过程属性，将典型物联网产品设计案例引入到教学中并进行重构，编排模块化课程教学内容，组织教学过程。使得学生通过本课程的学习，不仅能了解嵌入式系统的基本原理和设计方法，同时能对嵌入式系统中的ARM体系结构、ARM指令系统进行应用，选择嵌入式Linux操作系统根据不同的需求进行相应的裁剪、交叉编译开发和移植应用，同时根据学生的实际情况进行应用程序和驱动程序开发，服务地方经济。
3传统教学中存在的问题
传统教学过程中通常以教师讲授为主，以教材对应章节和知识点作为讲授单元，理论基础和实践环节分离，无法做到“理实一体化”。在有限的课程授课时间内，设置与教学内容配套的实践环节，通过课后实践来强化教学内容，激发学生创造性的能力比较有限。
嵌入式操作系统选择非常多，在嵌入式系统应用中常用的软件中间件，比如网络协议栈、嵌入式平台下的根文件系统和数据库管理系统、媒体压缩与解压缩库、各种加密算法与协议等，更是令人眼花缭乱。
同时，作为授课对象的学生，由于来自不同的专业方向，前导课程的基础知识参差不齐。具体表现为：电子类专业方向的学生，软件基础较为薄弱，计算机类专业方向的学生，电路与硬件基础弱。
4基于物联网项目驱动的嵌入式系统教学
以职业岗位能力为主线的高职教育体系需要构建项目化教学课程体系，同时在物联网技术快速发展的大背景下，嵌入式系统的课程体系确实应当有所调整，以适应时代的发展和社会的需求。
项目驱动教学的理念认为：学生知识的积累和构建，是在一定的条件下自主构建而成的；学习是知识、技能与行为、态度与价值观等方面的长进。
同时，以企业中真实的生产、研发和具有实际应用价值的案例作为教学内容的选择，要求学生能够通过自身的特点，获取相关的资讯，指定真实的计划，通过自身的决策和实施，并且进行检查和互查来对项目进行评价。
1）项目的具体构建
将嵌入式系统教学课程知识点进行碎片化和重组，以本院的校企合作单位物联网智能家居企业真实案例为基础，将整个教学过程以项目的形式开展教学，再将物联网智能家居项目中分成相应子项目，对相应子项目再进行具体的任务分解。在整个过程中，要求学生能够以教学主体的身份参与进来，对真实案例从总体上进行把握，明确学习和构建的内容。
2）项目驱动教学组织形式
本院该课程在采用小班化教学的基础上，对学生进行项目分组，将4～5名学生分配到一个项目团队。在不同的项目中扮演企业开发过程中的不同角色，同时在不同的子项目中，学生的角色进行轮转或互换，使得学生在完成本课程的学习之后，能对项目开发的整个过程相对熟悉。
学生在不同的子项目中，可以对项目团队的不同角色进行体验，根据自身的实际情况，为更好的走上工作岗位，融入企业项目团队做准备。
3）具体项目教学的实施
在每一个具体项目教学的实施过程中，以本院的2014级计算机应用技术专业为例，该专业有40人，将学生以5个学生为项目小组进行分组，共8个小组，根据学生的学情和实际情况进行项目任务书下发，将CDIO中的构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）融入进来。
以物联网智能家居企业真实案例中的智能窗帘子项目为例，通过任务分解，如下图所示，可以分为嵌入式Linux系统裁剪、直流电机控制、交叉编译、驱动文件加载和嵌入式平台下移植应用等五个子任务，同时针对模块化教学，进行相应学习情境设计和教学方案设计，整合现有教学内容，使得老师的教和学生的学都体现项目驱动模式下理实一体化的紧密结合。
首先要求每个项目小组的学生进行项目分析，将构思（Conceive）采用行动导向中资讯的形式展现出来，给出工作任务，提出任务要求，要求学生应当把前导课程以及已做过的项目中已掌握的知识点和即将开展的项目中需要的知识点进行融合，使得学生温故知新，同时也学会综合运用新旧知识的技能；其次要通过实践的方式，项目和任务必须能够通过实践来完成及验证。
对于设计（Design）则要求学生在项目小组中指定相应计划，安排时间进度。
而实现（Implement），要求各小组通过决策和实施的方式，分别提出完成该项目的设计方案说明书，每个小组推选1名同学上台进行本组实施方案的具体表述，授课教师与项目小组成员共同讨论，进行分析和优化，最终确定相对合理、科学的最佳方案，并进行下一步的实施。
运作（Operate），则是在之前所做工作的基础上，结合项目方案说明书，对于项目内容对照完成。在项目完成之后，对照最初提出的工作任务要求，逐项检查项目完成情况。如存在不符的情况，进行分析和修改，直至满足相应要求。同时要求项目小组内的同学和不同小组的同学进行自评和互评，进行相应总结和考核。
5总结
基于物联网飞速发展的技术和应用背景，如何精简嵌入式系统课程的理论教学内容，并扩宽学生的知识面，让学生掌握设计与思考的方法，重点把与真实项目案例密切相关的内容进行重构与设计，同时进行层次化的实践设计，在实践环节中，让学生真正参与到前沿发展的企业课题和项目中去，这是在嵌入式系统课程教学改革中要研究和具体实践的方向。
基于物联网项目驱动的嵌入式系统教学改革实践教学过程中，学生对于企业项目开发的整个过程更加熟悉，学生参与项目团队开发的积极性和主动性得到提高，同时，通过项目驱动的学习方法，学生也认识到团队合作的重要性。项目驱动教学改革的实施，使学生学习的方式发生了很大的变化，学生能够主动地去学习，更加善于发现问题和思考问题，解决问题的能力也得到了很大提高，学生的专业技能能力得到系统的锻炼。项目驱动教学改革，为学生自主学习意识的养成和从学校到毕业顶岗实习、就业更好的“无缝”对接提供了保障。
参考文献：
[1] 陈承欢.软件工程项目驱动式教程[M].清华大学出版社，2015.
[2] 丁金昌.高职教育人才培养理论研究与实践[M].国防工业出版社，2011.
也许。使产品设计视野更开阔的一条显而易见的途径就是考虑那些购买和使用电子产品的用户。在这里，不断变化的影响因素在于意识到客户不只是购买产品。实际上他们还在购买超出设备本身的电子产品的体验。这一视野更少与电路和软件算法直接相关，而是更多地与开发用户界面、定义设备与外界的交互方式，以及它连接到什么系统和服务相关。这涉及产品的外观、感觉和功能，且后者更为重要。这些要素主要是在软件中定义的，而支持这些功能所需的电子硬件和系统是在后来才确定的。
当各个设计领域被整合入单一开发环境，从而在整体上提高了设计抽象的层次，则系统级设计师就有可能采用这种方法。为使这一点成为可能，硬件、软件和可编程硬件设计需要封装进一个使用单一设计数据模型的系统。这个单一数据存储库变成针对公司内各种系统的单一联系点，而且更重要的是，它允许各设计领域进行实时设计互动。
这与嵌入式设计领域特有的使用基于C语言的系统语言或算法建模技术来提高设计抽象层次的概念有重要区别。如果高层次嵌入式设计是在使用单一设计数据模型的统一设计环境中实现，则其本身就包含其他领域。通过提供包含应用软件与硬件的完整而统一的系统设计能力，系统设计才能够名副其实。
设计抽象层次的提高，系统设计师可以采用高层次、以软件为中心的整体产品设计方法。使用示意图或流程图等图形设计界面，你可以迅速将IP区块、软件例程和I/O系统结合起来，以研究和开发创新的产品功能，而不会受到低层次工程设计需求的干扰。单一设计环境可以让系统设计方法论服务于开发完整的产品功能而不是其中的一部分。
关键词：嵌入式;光机电一体化;工业控制;分布控制
1 前言
机电一体化是计算机技术、微电子技术、光电技术和机械工业技术融合成的一种新兴的综合技术，光机电一体化技术不仅极大推动了社会、经济的发展，还改变了人们对工业控制技术的传统观念。现代化的光机电一体化技术正在朝着微型化、网络化、智能化方向发展，因此，在光机电一体化设备中引入嵌入式技术正迎合了这种需求。将嵌入式控制技术引入光机电一体化设备中，将更能促进光机电一体化技术的快速发展，这是满足机械对象网络化、智能化和复杂化控制要求的需求，机器人技术、办公自动化、智能玩具和数控机床都是嵌入式光机电一体化技术的代表。本文主要对嵌入式控制技术在光机电一体化设备中的应用进行了探讨和研究。
2 传统光机电一体化技术融入嵌入式技术的必要性
传统的光机电一体化技术主要以机械工业技术和电子技术的结合为主要特征，随着经济的发展和人们对自动化控制技术要求的提高，这种技术已经无法适应现代工业对设备可靠性和性能的要求：
（1）设备结构的复杂和控制精密性逐渐提高。计算机技术、网络技术的发展以及产品性能要求的提高，光机电一体化设备的输入输出通道快速增加，使得设备结构更加复杂，进而带来很多不可测的干扰因素，因此要求控制系统进一步提高其抗干扰能力。另外，传统机电一体化设备的实时性要求较高，在一定程度上降低了产品的精密型，而现代机电设备则要求时间和空间上控制系统都能做到精确、快速的控制。这些方面只有依靠嵌入式技术才能找到很好的解决方案;（2）机电一体化设备对网络化的需求不断上升。现代化的控制设备要求控制系统具有网络化特点，即能够通过远程控制、状态报告等对控制系统进行远程监控，这样能够显著提高系统控制的实时性、安全性、智能性和便利性要求，而这一需求是无法通过传统的机电一体化系统实现的;（3）市场的竞争要求降低产品的开发周期，因此对光机电一体化设备提出了新要求。传统的光机电一体化系统中，产品的设计开发周期能够满足当时社会的需求，但是，随着经济的发展和技术的进步，现代化市场的竞争需求要求光机电一体化系统不断改进产品设计和研发方式，以适应现代化产品的要求。另外，机械系统的寿命要比软、硬件系统长，而后期维护工作都是由软件升级完成的。这就需要系统在设计初期就对系统的软件可维护性和可移植性进行考虑。
为了解决上述问题，人们将嵌入式技术融入到机电一体化技术中。具体来说，就是将嵌入式数据的设计和开发理念、相关技术和基础理论融入到机电一体化系统的设计和开发过程中，建立一个以微处理器为核心的具有高可靠性、高性能的嵌入式控制系统，这样不仅满足了被控对象的复杂性控制要求，还具有网络化、智能化的控制特点。
3 嵌入式控制技术在光机电一体化设备中的应用
和其它领域相比，机电一体化设备是嵌入式技术应用最广泛、最典型的领域，在未来的光机电一体化设备发展中具有巨大的发展前景和应用市场。
3.1 工业化机器人技术
工业化机器人的发展从一开始就和嵌入式技术密不可分。机器人技术其实是上世纪50年代提出来的一种数控技术。由于当时的控制方法比较落后，没有达到要求的芯片水平，只是一种简单的逻辑电路系统。之后很长一段时间内，由于智能控制理论和处理器技术的限制，机器人技术没有得到足够的发展。从上世纪70年代开始，智能理论的发展促进了机器人技术的研究。而最近几年来嵌入式技术的高度发展，使得以光机电一体化设备为基础的机器人技术得到前所未有的发展趋势。其中，火星探测车就是一个非常典型的例子。火星探测车价值近10亿美元，是一种高新技术密集型的先进机器人系统，能够不依靠地球的控制进行自主工作。这种机器人由于加入了嵌入式系统，可靠性较高，对完成地面的工作要求起到了非常重要的作用。
3.2 工业控制设备技术
工业控制设备是嵌入式技术应用最为广泛的一类。现在的工业控制设备中，工控机的应用最为广泛，这些工控机通常使用工业级处理器和处理设备，工控要求较高，除了需要对设备进行实时控制以外，还要将设备的状态信息显示到显示器上，这些都对工控机的硬件和软件提出了更高的要求。传统的PCI04总线系统稳定性较强，体积小，因此得到了广泛的推广，但是由于这些系统大多使用Windows系统，因此不属于纯粹的嵌入式系统。另外，工控机和设备控制器是嵌入式处理器应用最为广泛的领域，这些控制处理器占据控制器的核心位置，为控制器提供了丰富的总线接口，因而能够实现数据收集、数据处理、数据通信和数据显示的功能。
3.3 分布式控制技术
分布式控制技术是嵌入式系统应用最早，范围最为广泛的领域之一。目前，世界上已经有数十家公司涉及到分布式控制领域。在工业领域普遍使用分布式控制技术的主要原因包括如下几个方面：
（1）被控对象的种类较多，数量较大，且分布范围较广，因此需要分布式的控制技术;（2）除了生产过程控制外，还希望在管理方面实现控制的自动化。
由于嵌入式系统的小型化、专用化和嵌入式特点，使其非常适合分布式系统的应用，随着近年来分布式系统的发展，嵌入式技术在光机电一体化设备中的应用也越来越广。
4 结论
本文首先对嵌入式技术在光机电一体化技术中的相关应用和理论知识进行了分析，并对嵌入式技术在光机电一体化技术中的应用现状进行了介绍。可以预见，嵌入式技术与光机电一体化技术的融合是未来工业自动化控制领域的发展方向，因此，需要加强嵌入式技术与光机电技术的研究，为光机电一体化系统的发展和完善奠定良好的理论基础和实践基础。
参考文献：
在当前数字信息技术和网络技术高速发展的后PC(Post-PC)时代，随着国内外各种嵌入式产品的进一步开发和推广，嵌入式技术越来越和人们的生活紧密结合。
1.嵌入式系统、设计方法和开发平台化的迫切要求
1.1嵌入式系统及其特性
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统 [1] 。它一般由嵌入式CPU、外围硬件设备、嵌入式操作系统及应用程序等4个部分组成，用于实现对其它设备的控制、监视或管理等功能，该系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术结合后应用到各个具体行业的产物，IP级、芯片级、和模块级是嵌入式系统的三种主要的体系结构形式，其中，模块级的形式就是把已成熟的X86处理器构成的计算机系统模块嵌入到应用系统中，充分利用目前常用的PC架构的通用性和便利性。
嵌入式系统通常具有如下五种特性：通常是面向特定应用的，完成单一或一组紧密相关的特定功能；具有高性能和实时的要求；系统作为设备的一部分，其运行一般不需要人工干预；系统的电源要求具有较高的可靠性和安全性；处理器的选择是嵌入式系统设计的关键一步；
1.2嵌入式系统设计方法
各种硬件平台性能的提高、EDA综合开发工具的长足发展以及软件技术特别是嵌入式实时操作系统EOS的推出，为开发复杂嵌入式系统应用软件提供了底层支持和高效率开发平台，嵌入式系统设计方法可以划分为三个不同的层次：以PCB、CAD和ICE为主要工具的设计方法；以EDA工具软件和RTOS为开发平台的设计方法；以IP内核库为设计基础，用软硬件协统设计技术的设计方法。三个层次的设计方法各有其应用范围，并不会简单地用后者取代前者，相当长的一段时间内，多采用前两个层次的设计方法。
1.3嵌入式系统开发平台化的迫切要求
“后PC时代是嵌入式系统时代”嵌入式系统应用领域的广度和深度目前都呈爆炸式增长。传统单片机系统下的小作坊开发模式面面俱到、开发周期长、门槛高、项目对个别技术人员的依赖很大，而且很难保证程序质量，因此已经不能满足现今嵌入式世界的需求。
在现代社会化大生产方式下，平台化方式是现代电子产品进行产品开发唯一的正确模式，嵌入式系统设计模式应该从计算机软件工程设计模式中吸取有用元素，构建有自己特色的嵌入式开发系统平台，在进行嵌入式系统开发时，只有应用平台化思想开发模式，才能以最小的代价最大程度的满足应用的需求。
2.嵌入式系统的开发及其平台化
2.1嵌入式系统平台化开发模式
平台模式不是新概念，很多嵌入式产品开发人员的工作就是应用平台的雏形，但平台化开发模式与传统开发模式还是有所区别的。平台化开发模式下，所有个人的技术贡献完全融化在平台中，企业技术人员必须接受平台培训，并在平台的高起点上起步。这一模式下，技术人员能够迅速成长，通过平台培训快速掌握产品开发技术，平台的知识继承减少了企业对个别员工的依附性。
2.2嵌入式系统开发的技术要点
嵌入式系统开发平台化包括硬件开发平台化和软件开发平台化两个方面。从硬件方面说，平台化要求电路的设计尽量做到“模块化”，“拼图化”。。首先最大程度从半导体厂家索取芯片相关资料，减少产品设计中单片机资源应用的盲目性。其次，针对不同的应用，规划出优选的硬件结构。最后，产品的硬件主电路应该有良好的通用性和扩展性。。从软件方面说，可以借鉴计算机软件工程里面的一些思想和方法，具体实现上，在系统级上引入操作系统平台，借助于操作系统平台多任务编程思想来简化事务处理模式，缩短开发周期。在代码级建立独立于具体产品的函数库和驱动接口平台。
2.3嵌入式操作系统是实现平台化最有力的工具
以开发工具和技术咨询为基础，然后掌握处理器结构及其应用是进行嵌入式开发的正常程序，优秀的开发工具不仅能够开发出处理器的全部功能，而且其界面是用户友好的，当前，主流嵌入式系统得开发工具平台可以分为四类：实时在线仿真系统ICE（In-Circuit Emulator）；语言编译器（Compiler Tools）；源程序模拟器（Simulator）；嵌入式操作系统（Embedded Operation Systems）。其中，嵌入式操作系统与传统单片机运行模式相比具有显著优点，是目前实现平台化最有力的工具。传统的单片机没有操作系统，因此运行的应用程序只能是单进程。当实际操作需要有多个进程同时运行时，只能采用中断方法或者多个MCU（每个MCU运行一个进程）来完成。前者容易形成中断嵌套而溢出，后者则无疑增加了硬件成本，且MCU之间需要串口通信，实时性得不到保证。嵌入式芯片在程序存储容量上普遍达到了MBYTE级，在速度方面，普遍可以达到20M以上，这使得嵌入式操作系统调度进程的实时性得到了保证。因此之需要有一个精简的、足够小的os内核，就可以把它固化在Flash ROM，在加电引导后控制应用程序的多个任务并行运行。。由于嵌入式操作系统的上述优点，它所起到的作用也是很值得一提的。首先，嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。其次，嵌入式实时操作系统充分发挥了32位CPU的多任务潜力。再次，嵌入式实时操作系统提高了开发效率，缩短了开发周期。当然，应用嵌入式实时操作系统开发也存在一些难点，主要有进程调度、启动加载、任务的划分三个方面。
2.4嵌入式系统的生命周期
与其他任务事物一样，嵌入式系统产品也有其自身的生命周期。首先得到对嵌入式系统的需求，然后才能开发出产品的概念模型，接着进一步进行产品的生产设计、生产以及扩展。影响系统生命周期的主要因素有以下四个，系统成本的获取、系统验证、维护与后勤、升级。
2.5嵌入式系统开发的一般过程和具体步骤
在嵌入式开发过程分为两个主要部分，选择宿主机和目标机以及调试目标机上的应用程序。宿主机执行编译、链接、定址；目标机是运行嵌入式软件的硬件平台。嵌入式调试试用交叉调试器，采用宿主机-目标机的调试方式，包括任务级、源码级和汇编级的调试。
结合相关理论和项目经验，将嵌入式平台化开发一般分为五个步骤：客户需求分析、确定选用的嵌入式处理器和嵌入式操作系统、硬件设计和软件设计、测试、文档整理。
客户需求分析
嵌入式系统的客户需求一般都明确清晰，但应考虑客户潜在的后续应用，在设计系统硬件时尽可能留出余量。
确定选用的嵌入式处理器和嵌入式操作系统
首先要确定所选作为整个系统硬件部分核心的嵌入式芯片类型，这一部直接决定了是否选择以及选择何种嵌入式操作系统。选择嵌入式处理器的基本原则是要满足具体功能性和非功能性指标需求的、市场应用反应良好的、硬件配置最少，另外，开发人员对此系列处理器的熟悉程度和它对嵌入式操作系统的支持程度也应属于考虑因素。其次，根据应用需要和已经选择的嵌入式处理器来决定是否选择以及选择何种嵌入式操作系统。嵌入式操作系统的性能评价指标、能支持何种处理器硬件平台和何种API以及是否支持该应用的服务等十考虑的重点方面。
硬件设计和软件设计
两者的关系串行或者并行均可，即可以先设计和调试硬件部分，再设计和调试软件部分，也可以同时进行硬件和软件的设计调试工作。常见的开发模式有串行的瀑布模式开发过程，属于并行模式的V模式开发过程和在此基础上进行改进的机遇硬件抽象层和操作系统移植层的系统设计三种。
无论串行还是并行，每一种方法都有各自的优点和缺点，要根据实际项目的需要选择系统设计模式。
测试
该步骤包括对硬件测试、软件测试、以及软硬件的综合测试，硬件测试多借助示波器、万能表、逻辑分析仪等工具，电磁兼容测试仪是新兴的测试工具。是软件测试过程的四个分步骤是单元测试、集成测试、确认测试、系统测试。软硬件联合测试一般非常重视实际的运行检验尤其是进行各种意外情况的检验以测试系统的健壮性。
文档整理
平台的技术文档必须有全面注释，技术交流内容必须以文字说明，全面注释应以无障碍移植为考核标准。文档整理主要包括文件命名管理、文件版本管理、文件色彩管理以及文件成果登记四个方面。
1 吴百锋, 彭澄廉, 孙晓光. 一种基于监测的嵌入式系统设计技术[J]. 计算机学报, 2003, 26(12): 1728-1733.
Xilinx亚太区DSP产品及解决方案营销业务的高级经理林鸿瑞：嵌入式系统是一个复杂的高技术系统，要在短时间内开发出所需功能的产品是很不容易的，而市场竞争则要求产品能够快速上市，需要有容易掌握和使用的开发工具平台。嵌入式开发工具将向高度集成、编译优化、具有系统设计、可视化建模、仿真和验证功能方向发展。
嵌入式系统开发工具的发展已经有二十多年的历史，目前开放性和开放源码成为一股强大的潮流，推动嵌入式系统设计技术向前发展，传统的嵌入式系统开发工具已不能适应这一潮流。
目前的发展趋势是嵌入式系统的集成度越来越高，因而CMOS+NVM技术变得越来越重要。实现高集成度的另一个途径是采用系统级封装(SiP)，即把基于不同技术的芯片整合在同一个封装中。一个典型例子是在单个封装中整合MCU、闪存和RF收发器。
美国风河公司中国区总经理韩青：关于嵌入式系统开发的发展趋势，从总体上看，嵌入式系统的一个明显趋势就是复杂度的急剧提升，这是由于我们已经进入了一个网络化和智能化的时代，连网能力、多样化和智能化必然会增加嵌入式软件的复杂度。
从软件平台的角度来看，Linux所发挥的作用越来越大。Linux在嵌入式领域的发展一开始就远比在桌面PC环境中要顺利，但是由于组织过于松散，标准化的进程一直比较滞后。近年来，随着相关标准化组织的完善，特别是Google等国际巨头的支持，OHA(开放手机联盟)、LiMo等行业协会的建立与发展，Linux平台上软件开发工具和规范的标准化进程正在不断加快，这就为广大嵌入式系统开发人员提供了更加稳固的基础。
从应用领域的角度来看，消费电子产品的迅速发展为嵌入式系统提供了巨大的空间，特别是移动通信娱乐装置、汽车信息娱乐系统等产品的多样化趋势，都为嵌入式系统提供了充满想象空间的应用。网络基础设施和国防军工多年来一直是嵌入式系统的重要应用领域，仍然将会延续下去。考虑到Linux在上述这些领域的光明前景和开发工具标准化进程相对滞后的现状，一些有助于标准化的技术将会成为关键。如DSO(Device Software Opimization，设备软件优化)的理念和方法、层次化的设计方法和工具，都将对嵌入式系统开发技术的发展起大重要的推动作用。
GlObal IPSolutions亚太区市场总监曾志佳；在VoIP嵌入式硬件平台开发方面，目前许多这些平台使用的语音处理方案都是基于公共交换电话网(PSTN)技术，这是传统的电话技术。人们对IP电话的质量非常关心，因为同电路交换网络相比，分组网络具有截然不同的特性。
■今日电子：现代嵌入式软件／硬件技术的发展已经进入什么样的阶段?
Philippe Faure：对许多嵌入式系统应用而言，相对于硬件的开发，软件的开发时间更长，开发成本更高。为了更紧密地整合硬件和软件的开发，目前业界在电子系统级(ESL)设计方法方面投入了大量的努力。然而，这些工作进展缓慢，而且其焦点主要放在硬件／软件并行设计流程上，以求缩短嵌入式产品的上市时间。采用基于FPGA的仿真板来验证硬件和软件，可以大幅度缩短嵌入式应用的开发时间，并降低成本和风险。
林鸿瑞为响应目标市场不断演化的需求，赛灵思公司极大地增强了其嵌入式处理解决方案的处理能力，在包括处理器、外设和系统架构等所有方面全面升级了嵌入式处理解决方案，同时还通过嵌入式开发套件(EDK)所提供的直观硬件和软件设计工具极大地简化了这些解决方案的使用。基于EDK v9.2提供的FPGA嵌入式处理解决方案下一阶段的演进将重点瞄准两大以客户为中心的关键目标：使软件开发更容易，并支持高性能嵌入式系统的快速设计。
Xilinx的处理解决方案为很多领域提供了高性能和定制功能，这些领域包括：航天和军用产品、有线和无线通信、汽车、音频／视频广播、工业控制、测试与测量、以及消费类。Xilinx嵌入式处理解决方案得到了大量Virtex和Spartan FPGA平台的支持。
韩青；如今的大多数电子设备都有多个不同的功能模块组成，为了加快产品上市速度，每个功能模块可能需要独立的团队来承担开发工作，然后再组装起来。通过采用层次(Layer)技术，可以让开发团队在开发工作中保持相对的独立性，在功能模块开发完场后又可以快速方便地组合起来，迅速构成产品系统。在产品设计与调试过程中，层次技术可以很好地发现、测试和交流各个模块所发生的变化，降低嵌入式软件出现Bug的概率，从而大幅度地节省开发时间和工作量。显然，层次技术也会极大地加快DSP与MCU等不同功能模块的协同应用。
■今日电子：32位MCU的发展对硬件／软件提出怎样的要求，DSP和MCU怎样走向功能融合?
Philippe Faure：某些32位MCU架构如ARM9、ARM11、ARM Cortex以及Atmel的AVR32，都内建有DSP功能。其他架构如Atmel的CAP，则可使DSP核与MCU整合在同一个芯片上。如果MCU架构内建有DSP功能，便可利用相同的开发工具，把DSP软件作为MCU软件的一部分来开发。但如果DSP核是独立的，则需要单独开发DSP软件，且采用不同于MCU的开发工具。虽然单独的MCU和DSP软件开发较为复杂，但好处是MCU和DSP核能够并行工作。相比内建DSP功能的单核MCU架构，可获得更高的性能和更低的功耗。
除了MCU内核以外，我们还必须考虑到对外设模拟／数字IP的需求，以及MCU是否能够支持实时操作系统(RTOS)。
林鸿瑞：选择MCU内核仅仅解决了复杂问题的一部分。开发人员需要选择配有适当外设的MCU来满足自己的最终产品要求。如果选择的MCU带有许多用不到的外设可能会增加总体系统成本。另外，对能够运行RTOS的MCU的需求也在增长。使用RTOS有几大显著原因：除了提供实时多任务能力以
外，RTOS施加的任务型设计流程比没有RTOS的系统更清晰、更容易组织；RTOS支持代码重利用，通过提供中间件链接和缩短开发时间为应用提供有用的服务。在时序关键的应用中，RTOS可预测的响应时间也进一步保证了应用的质量。
为进一步适应这一趋势，除已经为Microblaze软内核提供的免费IP以外，赛灵思公司还新提供了4款免费IP(IIC、UART、FPU和10/100 liteEMAC)。为满足RTOS需求，赛灵思还了其支持Linux 2.6 RTOS的Microblaze软内核版本。
赛灵思FPGA是硬件可配置的并且能够利用Microblaze实现嵌入式处理器功能，以及利用内部DSP48逻辑片完成DSP加速，因此对于带可定制外设的32位嵌入式应用开发来说，无论是否包括DSP加速，都是极佳的开发平台。
■今日电子如何看待国内行业应用市场?贵公司在中国的发展策略如何?
Philippe Faure：中国的嵌入式应用增长极其迅速，部分原因是由于中国国内市场的发展，另一原因则在于中国嵌入式应用产品出口的持续增长。Atmel在制定中国战略时，考虑到了中国市场对价格极为重视的现实。中国的电子产品公司对单个芯片的价格和总体物料清单(BoM)的成本都非常关注。对Atm el而言，能够提供把物料清单(BoM)的总体成本降至最低的系统解决方案十分重要。在中国，消费市场非常强劲，其中家电行业推动着国内市场的急速发展。
林鸿瑞：近年来，中国嵌入式系统应用产品的市场需求日益增加，嵌入式系统的产值不断增长，在冶金、汽车、造船、装备制造、节能降耗、环保、家电、电子、汽车、通信、交通、金融、网络、监控、工业自动化等领域尤其明显。
目前在中国市场，FPGA技术主要应用在传统的通信及消费电子领域。赛灵思在中国电信市场，特别是无线基站领域始终处于领导地位。在未来2～4年里，赛灵思的业务将集中在TD-SCDMA、平面电视和便携式产品，在接下来的发展中，赛灵思将重点开拓汽车电子、工业控制、测试测量等领域。赛灵思在中国的发展策略如下：
首先，通过继续加强客户服务支持，满足不断增长的客户需求，同时不断拓展销售渠道，继续完成中国业务的快速增长。第二，继续对能帮助赛灵思建立产业链生态系统的合作伙伴进行投资。第三，继续对电子工程师进行培训和教育，使那些从来没有用过赛灵思FPGA产品的工程师能够发现其中的潜力并且能够使用这些产品。第四，继续深入开展大学计划。
韩青：国内嵌入式系统的应用方向与全球情况大致相同，主要集中在航空航天与国防、消费电子、汽车电子、工业自动化和网络基础设施等几大领域，只是在各个不同领域的发展速度与国外略有不同。例如，国内消费电子产品由于市场巨大、进入门坎相对较低而在很短时间内表现出巨大的活力，这也是国际厂商认为短期内可以迅速成长并且进入比较容易的一个领域。再来看汽车电子，由于国外厂商利用整车设计对国内厂商造成了一定的进入门坎，导致国内厂商很难踏入预装在车内的汽车电子产品，但是对于后装的车载电子产品来说，其市场形态比较接近消费电子产品，也给国内厂商造就了一定的机会。
风河公司在国内的发展策略是顺应国内市场趋势，以全球最先进的嵌入式软件开发理念、方法和工具来引导国内的技术趋势。在嵌入式软件开发领域，以DSO(设备软件优化)为核心的理念、方法和工具是目前和今后将会长期延续的技术趋势。
■今日电子贵公司在嵌入式开发的一些领域很活跃，如何看待贵公司在这个领域中所扮演的角色?
Philippe Faure：MCU和DSP已经被广泛地使用在大量的嵌入式产品中。规模最大的嵌入式应用是手机，同时，数码相机、便携式媒体播放器和GPS系统的量也很大。另外，MCU和DSP还被使用在工业和医疗产品中，这方面的应用虽然出货量较少但单价较高，且产品生命周期更长。汽车电子则是嵌入式产品市场中增长最快的领域之一。总而言之，这些应用在可预见的未来将确保嵌入式系统销售量和销售额的长期增长。
ATMEL专注于以微控制器产品为其核心竞争力，并辅以RF、功率管理、非易失性存储器和传感器接口等器件，可为众多嵌入式应用提供一个完整的系统级解决方案。ATMEL致力于巩固其作为嵌入式系统市场主要厂商的地位。
