嵌入式开发：掌握嵌入式软件设计周期

软件设计阶段还有助于产生软件模型，这些模型可以作为正确的解决方案进行测试和验证。该设计有助于为编写的软件提供蓝图，这大大有助于减少软件返工的时间和成本，当然也有助于减少bug。请记住，虽然只是因为时间花费在预先设计软件上，但这并不意味着高风险的区域不会被识别，这些区域确实需要编写一些测试代码，以便充分理解设计所必需的组件，这是一个相当大的过程。

构建

构建阶段很可能是大多数嵌入式开发工程师花费时间并且想要花费时间的地方。软件构建是指通过编码、验证、单元测试、集成测试和调试的组合来详细创建工作软件。虽然测试通常被认为是一个独立的阶段，但它也作为构建的一部分来执行是很重要的。

在建造阶段会发生很多事情，但是真正发生的是，被创造出来的设计，软件架构，从简单的流程图和图表转换成工作代码。创建设计给出了如何实现软件的路线图，但工程师仍然需要尽量降低复杂性，可能需要实现编码标准，如MISRA-C，并需要确保代码是模块化的。如果要重用代码，开发人员可能需要遵守API或硬件抽象层(HAL )，以确保代码在未来可以重用。

在构建过程中，度量和统计也很重要。有许多不同类型的度量可以被跟踪，但是一些最有用的是代码开发、修改、重用和复杂性。限制一个函数变得多复杂对于那些被迫维护代码库的可怜的嵌入式开发人员来说是非常重要的。这个独特的度量标准也可以用来确定验证一个功能所需的最小测试用例数量。

测试

软件测试包括动态验证，即程序在有限的测试用例集上提供预期的行为，这些测试用例是从通常无限的执行域中适当选择的。正如前面提到的，虽然测试被分成了不同的类别，但是它应该贯穿于整个设计周期。测试软件的目的是识别软件中的故障、错误和缺陷。

理解这些潜在测试状态定义的差异是很重要的。故障是指系统或部件不能在规定的性能要求范围内执行其所需的功能，而故障可以是程序中的错误步骤、处理器数据。这两者是有区别的，但是有时候开发者可能并不在乎这种区别。当这种情况发生时，他们可以简单地将其归类为缺陷。

嵌入式开发人员有许多方法可以跟踪、执行和创建测试。一个简单的方法是使用软件需求规格说明文档来生成需求跟踪矩阵。矩阵变成了一个简单的列表，可以识别需求并将其与代码模块、测试用例以及测试结果联系起来。需求和任何圈复杂度分析也可以用来生成测试用例。

维护

软件维护涉及到所有设计周期阶段的重复，有点曲折。维护工程师需要能够更新软件以包含新的需求，同时维护现有系统的完整性，而不是从零开始。这可能涉及对当前设计的详细分析，了解在哪里进行架构和设计更新，实现这些更新，当然，在下一个版本发布之前还要测试它们。软件维护变成了重复的设计周期。

软件维护人员通常从修改请求日志开始工作，并以某种形式进行电子跟踪。该软件允许对更新以及现场可能发现的任何错误进行优先排序。工程师需要研究任何提议的变更的影响，并经济高效地实施它们。

软件设计周期可以像任何团队希望的那样复杂或简单。任何设计周期的这五个阶段都包含了大量的知识，对每个阶段的正确掌握将为任何嵌入式开发人员提供在设定的时间表和预算内一致地构建嵌入式软件所需的理解。这篇文章仅仅触及了这个非常丰富的研究领域的皮毛。