（1）抽象：首先要对每个问题的组件进行抽象。例如，机器人系统问题的抽象可以根据手臂和电机的控制进行。 （2）硬件和软件体系结构：在开始设计之前，必须很好的理解体系结构。 （3）外部功能属性：待开发系统的外部功能属性应该从设计中充分理解。 （4）相关系统系列设计：在设计过程中，应该对早期开发的相关系统系列加以考虑。 （5）模块化设计：系统设计是将软件分解为将要实现的模块。模块应该在后来还能够组合（耦合或集成）起来。有效的模块设计应该确保有效的功能独立性、内聚性以及耦合性。 （6）映射：根据软件需求映射为各种表示形式。在设计过程中使用转换和事务映射设计过程。 （7）用户界面设计：用户界面是按照每个用户的需求、环境和系统功能的分析进行设计的。 （8）改进：每个组件和模块设计都需要反复改进，直到它们最适合软件小组的实现。

功耗、性能、处理的最后期限、用户接口、大小、工程费用、制造费用、灵活性、原型开发时间、上市时间、系统和用户安全和维护性

设计过程一般分为自底向上设计和自顶向下设计。目前最受欢迎的方式是自顶向下设计方式，它的设计过程有5个抽象层次： （1）需求：包括对系统需求的定义和分析。需要完全清楚最终开发出来的系统的用途、输入、输出、功能、设计指标和需求确认。需求要有一致性。 （2）说明书：能够清晰、精确地描述了所需系统的参数和功能，说明用户对产品的期望，同时说明系统的体系结构。 （3）体系结构：定义了数据建模设计、数据结构属性、数据流图、程序模型、软件体系结构层次和硬件体系结构。 （4）组件：定义了软件组件：过程、接口和算法。 （5）系统集成：把已完成的组件集成到系统中。

主要这几个方面：（1）需要的硬件数量和类型 （2）优化电力损耗和消耗 （3）过程的最后期限 （4）灵活性和升级能力 （5）可靠性

（1）相对于处理的最后期限、事件的响应时间和延迟，优化处理器成本 （2）相对于性能优化工程设计成本 （3）相对于性能、功耗和能耗优化NRE成本 （4）相对于NRE成本、性能、功能和能耗优化尺寸 （5）优化上市时间和设计成本

软件体系结构包含3层。 （a）第一层是体系结构设计层。体系结构显示了不同元素的组织——数据结构、数据库、算法、控制函数、状态转换函数、过程、数据和程序流路径。挑战：这些元素的组织。 （b）第二层包含数据设计。主要考虑的问题：数据结构和数据库如何设计才最适用于给定的问题？数据组织结构为树形结构合适吗？数据中的组件如何设计？挑战：元素的数据设计。 （c）第三层包含接口设计。主要考虑的问题：什么样的接口才能集成组件？系统集成如何设计？如何设计接口，从数据对象、结构和数据库中提取输入，并交付输出？接收输入和传递输出的端口采用什么结构？挑战：嵌入式程序接口设计

第四层是组件级的设计。主要考虑的问题：每个组件如何设计？每个组件如何优化？如何高效地编码，以使用较少的存储器实物，不必从存储器中重复提取相同的数据？存储器的使用图和优化？

设计出来的组件在系统中集成。系统应能正常运转，并验证设计指标的有效性。选择合适的测试来测试系统的运行状况。调试工具用于发现错误，校正错误条件。每个组件及其接口都被集成到系统中。

（a）程序简单：程序的简单性应在实现过程中维护。在维护程序的简单性，同时程序执行复杂的计算，是设计过程中的一个问题。 （b）使用编程模型：组件及其接口应作为程序模型。选择合适的模型是设计过程中的一个问题。 （c）程序使用特定的语言实现，例如C++、Visual C++、C#和NET框架：设计可能需要实时操作系统。软件设计可能需要IDE、开发和源代码工程工具。选择合适的语言。框架、OS和工具是设计过程中的一个问题

软硬件的协同设计表示同时设计硬件和软件。设计人员考虑硬件和软件分别执行计算得那个部分和何时执行。划分计算需求，使特定功能、单个目标或特定目标的计算部分在需要时由硬件完成。

嵌入式系统需要硬件和软件。权衡意味着在使用运行于GPP的软件和在硬件单元上实现特定功能的平衡，并优化设计指标。设计工程师要进行软硬件的权衡，以优化设计指标。

挑战：优化和获得最佳的系统指标 参考： 嵌入式系统——体系结构、编程与设计 ．清华大学出版社[参考日期2019-11-03]