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如何用一个实例来探讨嵌入式软件架构设计
 
58 次浏览     评价:  
 2019-6-13
 
编辑推荐:
本文来自于csdn,本文就嵌入式C语言在系统开发中,如何更好的利用系统资源,对代码进行优化进行了讨论,希望对您的学习有所帮助。

一、感慨

近公司新招了一个做嵌入式软件开发开发的童鞋,该童鞋是从上海的某一个上市公司出来的,因为我们这边人手不够,因此把他安排了去负责一个新产品的研发,前期让他负责加速度计、NB-IOT、舵机、外置Flash的功能测试,测试完成之后,准备让他做一个该产品的概要设计。

版本一的架构设计

2.1系统体系结构
系统分为两层:硬件驱动层、应用层。
2.1.1硬件驱动层
硬件驱动层包含板载硬件资源正常运行所需的所有驱动程序。
1)MCU初始化
2)I2C数据存取
3)SPI数据读取
4)加速度计初始化
5)蓝牙模块启动
6)BC95模块启动
7)485通讯模块启动
2.2.2应用层
1)Mcu运行模式切换
2)震动及倾斜
3)数据解析
4)开/关锁
5)数据发送
6)历史数据保存

2.1系统体系结构

系统分为两层:硬件驱动层、应用层。

2.1.1硬件驱动层

硬件驱动层包含板载硬件资源正常运行所需的所有驱动程序。

1)MCU初始化

2)I2C数据存取

3)SPI数据读取

4)加速度计初始化

5)蓝牙模块启动

6)BC95模块启动

7)485通讯模块启动

2.2.2应用层

1)Mcu运行模式切换

2)震动及倾斜

3)数据解析

4)开/关锁

5)数据发送

6)历史数据保存

看到版本一的架构设计之后,说实话,我还是第一次见到这样来写架构设计的,居然是以序号来写的,这个让别人读起来,特别的别扭。  

版本二的架构设计

看到版本二的架构设计之后,虽然颇感欣慰,但是想到达到我们所要求的,还要很大的一段距离,该架构设计,主要有以下几点问题:

1.对架构的理解还不是很清晰,既然是做架构设计,那就应该从整体来看,而不是仅仅只是局限于一个模块,或者功能里面。

2.还是每个层次的理解也还不是很清晰,比如讲MCU的初始化,归于硬件驱动层里面。MCU的初始化,严格意义上来说,是属于流程的一部分了,而不是驱动。比如电脑的开启启动,把这个归于硬件的驱动里面,肯定是属于牛头不对马嘴的。

3.还有就是各个模块的启动,也是不能属于硬件驱动层的,也都是业务流程的一部分了,都不应该属于驱动层的一部分。

4.还有就是总线数据的读写,虽然驱动的作用也就是读写,但是数据总线的读写不能写成硬件驱动。

5.应用层的系统参数初始化,也还是属于流程。

6.数据的解析和数据的发生,都是属于通信功能里面的,不应该单独独立出来,属于单个的应用。

看到这里之后,说实话,我真的很惊讶,难倒从大企业出来的童鞋,能力都是这样的吗?从大企业出来的童鞋们,工资也是要的老高老高的,难倒他们不知道,在昆明的工资,都是以K来计算的吗?在昆明能拿到8K的工资做开发的人就已经很少了。然后再到1W

以上的,童鞋们就更少了。

说实话,我们的这位童鞋,上班的时候,还经常看电子书,在实习期间还经常看电子书,我不知道,他哪来的实力,心可以放的这么宽,交代的活没有完成,还有时间来看电子书。当然托他的福,我的工资也终于涨到6K了,因为新人的工资,比老人高,

做的活还是一样的(结果一不一样我就知道了),为了考虑到老人的心里面不平衡,所以才给我加的工资的。领导们在批加工资的申请的时候,还专门把我叫去办公室,让我表决心啥的。。

然后,我让他去改,把我说的这些改改,然后再看一下,还有什么问题没?结果我看他在那抓耳挠腮,还有各种叹气,然后和我说,改不了。

既然改不了,那我就只能亲自操刀上阵了,毕竟同事一场。

二、基本框架图

(1)架构设计的目的

1、应用的代码逻辑清晰,且避免重复的造轮子。

2、如果没有好的架构,移植将会是一件很痛苦的事情,因此一个好的架构设计,方便软件的移植。

3、最大限度的复用。

4、高耦合低内聚。

(2)设计思路

如何把硬件的驱动和一个功能封装成一个个的模块,然后可以像小朋友搭积木一个,一个个模块可以快速的拼接起来,组成一个个不同的模型。

我们的嵌入式架构思路也是来源于此,即功能模块化设计、分层设计。

这个设计和WEB开发的MVC模式类似,都是注重分层设计。

模块化设计:将收集到的需求,进行归类,总结和分析,将这些需求概括为一个个单独的功能,每一个功能,做成一个单独的功能模块。

分层设计一句话不好直接表达,其主要体现在一下几方面:

1、功能模块对外调用的模块封装成一个个API,将底层驱动做个API以供功能模块调用。(各个功能模块可以独立编译(如通信模块纯ANSI C,可在任意平台复用),或者调用驱动层接口(日志库模块调用了驱动读写Flash),总而言之,言而总之,封装出各个功能独立的可复用的功能模块。)

2、API分为驱动层API和应用层API,而不是所有程序都调用驱动层API。(整个应用中都调用驱动层API会导致应用中驱动调用随处可见,无法移植和最大限度的复用)

总体分 硬件驱动层-->功能模块层-->业务逻辑层-->应用层

总体结构示意框图:

说明:

1.层与层之间不能跨层调用。

2.模块与模块各自独立,无依赖关系。

3.模块提供统一的接口供上层调用,模块的内外接口分明。

4.模块的功能只能增,不能改。

5.各个功能模块层也还可以进行继续分层,比如接口层、驱动层、硬件层。

(3)模块层次说明

硬件驱动层

硬件驱动层包含板载硬件资源正常运行所需的所有驱动程序并提供API给功能模块调用。

功能模块层

功能模块层包括实现具体功能的函数,通过调用驱动层API实现相应功能,同时提供可调用的API给业务逻辑层。

业务逻辑层

业务逻辑层包括产品整体功能的各个业务流程,通过调用功能模块层的API实现。

应用层

应用层将各个业务逻辑进行整合调用,完成整个产品的功能。

(4)优势

如果驱动变动了,或者换不同平台,只需更改驱动层,应用层不受影响。

如果功能模块变动了,只需升级相应的功能模块,其他的模块不受影响,应用层也不受影响。

按照这种逻辑设计好之后,主要的工作就是在业务逻辑层。应用层则为程序的总体流程和框架,主要调用业务逻辑层实现不同的功能。

 

 
   
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