单片机软件架构设计(转)

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基本框架图

讲单片机软件架构设计的书和内容比较少,今天找到一个供大家参考.

(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. 低耦合高内聚。

(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:

image.png

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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