嵌入系统开发已经趋于规范化，但是嵌入式系统的开发并不像在普通PC机上进行软件开发那样容易，它同样需要一个高度集成的开发平台，来降低开发的难度。目前市场上的嵌入式系统集成开发平台特点是： ( 1)多数嵌入式系统集成开发平台都是以Windows为系统环境，很少有以Linux为系统环境的;( 2)部分集成开发平台具有一定的开放性，许多功能作为插件供用户选择; ( 3)多数集成开发平台通用性较差，仅支持一个或者几个系列的微处理器; ( 4)目前嵌入式系统集成开发平台产品大都价格昂贵; ( 5)很少有集成开发平台集成有图形模块支持的功能。
为了解决其它嵌入式集成开发平台的缺点，本文研究了嵌入式系统可视化集成开发平台，ESGIDE ( Embedded system graphical integrated development environment)，其最大特点是具有图形化人机交互功能和ARM CPU工作方式自动初始化。所谓图形化人机交互，是指把将要裁剪和配置的系统级软件(比如bootloader、kernel、通用I /O输入、输出等)化整为零，封装成不同功能的形象化图形模块，开发者根据自己开发的系统需要，选择不同图形模块，动态生成bootloader、kernel、I /O等系统级的源代码，不需要开发者自己输入，这大大简化了开发步骤，减轻了程序员的负担，减少了操作的复杂度，提高了开发效率。另一方面，ARM系列CPU应用比较广泛，不同型号的CPU在开发时需要对使用的内部资源进行初始化。传统的做法是开发者确定工作方式，确定工作方式字，然后手动编程。我们采用开发模式是：以定时器应用为例，将定时器的个数，工作方式确定，时钟频率的确定，是否允许中断等编写成对话框模式，开发者只要选中其中的方式，初始化控制字自动生成，编写代码自动生成，同样大大简化了开发步骤，减轻了程序员的负担。
面向对象技术是当前实现软件模块化、提高软件复用性最优的方法，现在成为计算机领域中的一种主流技术，本文提出利用面向对象的技术来设计一种嵌入式软件IDE，对嵌入式软件开发中的各个对象的类进行分析与设计，架构一个通用的开发模型，根据硬件配置自动产生基本的系统软件方案。只需要系统中的每个对象类的属性及其操作设置，自动搭建交叉编译环境，降低操作系统裁减和移植的难度，产生驱动程序的基本框架。开发人员只需要配置好各个模块的基本信息，将更多精力集中在系统的应用上。
1嵌入式软件的开发流程
与常见的PC和服务器软件不同，嵌入式软件主要是对设备内部各部分的运行进行协调，并不与设备使用者发生直接接触。PC和服务器软件的运行环境是标准化的，而嵌入式软件的运行环境随电子设备的不同而改变，必须针对不同的电子产品进行专门的设计、开发和优化。由于嵌入式Linux操作系统在嵌入式开发中占据了主流，因此本文围绕针对移植有Linux操作系统的嵌入式开发流程进行讨论。
典型的基于嵌入式Linux操作系统的嵌入式软件开发流程如下[1]：( 1)获取硬件系统的信息：如选取的微处理器体系，Flash型号、网卡型号及其他外设的信息等;( 2)建立交叉编译工具：一般的GCC工具都是针对X86体系的，为了能够生产目标板执行的代码必须建立交叉编译工具;( 3)开发Bootloader：建立启动系统的主引导程序;( 4)移植Linux内核：如基于Linux2.6内核移植;( 5)开发一个根文件系统：如rootfs的制作;( 6)开发特定硬件的驱动程序：如LCD，Keypad等;( 7)开发上层的应用程序：如QT GUI开发。
对于开发过程的各个环节，有的提供了辅助的开发工具，有的需要完全依赖经验手工从底层开发，嵌入式软件开发依然停留在手工作坊式的方式，很难做到工程化管理。本文所设计的IDE将涵盖整个开发的各个重要环节，力求最大程度上降低开发难度，在集成化开发环境里完成主要工作。
2 IDE面向对象的分析与设计
对于运行嵌入式Linux操作系统的系统，根据其开发流程，利用面向对象技术分析设计出6个基本的大类，并给出对象之间的协作关系图，如图1、图2所示。这几个大类贯穿了嵌入式软件开发的重要环节。
图1嵌入式软件IDE基本类
图2基本对象类的协作图
硬件系统信息类，承载了硬件系统的描述信息，比如选取何种体系的微处理器，处理器的工作频率设置，采用何种启动方式，是NandFlash，还是NorFlash或者EPROM等，用户通过设定这些参数，其他对象将获取其中的信息进行配置。
嵌入式开发需要交叉编译，Linux环境下一般就是采用开源Gcc系列进行配置，环境搭建类管理交叉编译链的源代码，根据体系架构的信息自动生成运行脚本，在制定目录下生成完整的交叉编译链，这是嵌入式开发的基础。
工程管理类，集成开发环境的主要目的就是同一组织文档，省却人工管理，自动编译运行源码，其中包含了文件操作，组织好源代码之间的关系，利用make技术进行编译，牵扯到大量全局环境参数的设定。
引入控制字库类是方便部分程序的编写，比如Bootloader类需要对处理器初始化，基本的驱动控制器进行操作，其中包含了汇编指令级别和C语言的操作，开发人员往往需要对参考手册熟练掌握，大大降低了开发效率。控制字库尽量包含了常见的处理器系列的寄存器控制字库，只需选择某个具体功能，便可产生需要的指令源码。同样驱动程序开发中，也是频繁利用了C语言对寄存器进行操作。
系统移植类涵盖了整个系统需要移植的模块，引导程序，操作系统内核和文件系统，各类封装了大量繁杂的细节内容，尽量以最简化形式帮助开发人员完成操作，重要的环节只需设定参数，其他交由对象自动执行。
面向对象最重要的特征就是“高内聚度和低耦合性”，各个对象封装了细节操作，只需要有限的外部接口交换信息，这种柔性思想最大程度上提高了软件的复用性。本文所设计的IDE，根据体系结构的不同，所需修改的只是个别对象的内部数据和操作，整体架构不受任何影响[2，3]。
图3给出了面向对象嵌入式集成开发平台的结构。
图3面向对象的嵌入式集成开发平台结构框图
3系统的具体实现
目前可视化的面向编程语言种类比较多，从对面向对象技术的支持程度上来说，微软最新的VC#从封装性、类型安全性方面相当强大。重要的是，类层次清晰，编码容易，可以根据面向对象设计的框架轻松的进行转换，却和C ++一样强大。所以本文利用VC#设计了嵌入式软件IDE，对各个类编写详细代码。
整个系统基本架构如图4所示。
图4 IDE的系统架构图
集成开发环境运行于Windows平台下，但需要Linux的强大命令集，在此，本文提出了Cygwin技术来模拟Linux运行环境，从而使得IDE的底层得到强大的各种命令支持，可以运行各种脚本文件。此技术属于开源项目，安装后需个别地方的细节修改。
交叉编译工具链模块是IDE设计的核心，开发一个实用的编译器，需要花费大量的人力物力和财力，其可靠性也要经受时间的考验。幸运的是，GNU提供了免费的、功能强大的GCC工具链，它不仅可以编译Linux操作系统下的应用程序以及Linux内核，而且还是一款交叉编译器，支持ARM、PowerPC、x86、Intel960、M68等几乎所有知名的CPU厂家，而且国外大多数集成开发工具都从GCC移植而来。
