嵌入式软件架构设计之分层设计

在正规的项目开发中，项目往往是并行开发的，也就是说硬件设计、底层软件设计、应用软件设计等是同步进行的。比如说在开发板上调试模块驱动，在其他平台上调试应用程序再移植到目前这个平台等。一、为什么很少看见嵌入式软件架构师职位？在招聘网站搜索架构师，会出现各种系统架构师：web架构师，后台服务端架构师等等，但是唯独很难看到陨入式软件架构师。嵌入式软件不需要架构吗，驱动不需要架构吗？答案当然是需要，不过为什么没有这方面的职位？一般的人会说，小项目才用单片机，实现功能简单，无需太多人参与，所以无需注重软件设计。其实是很幼稚的观点（刚毕业时我也是这样认为的）。目前国内的嵌入式开发主要分为嵌入式底层开发和嵌入式应用开发，嵌入式的底层开发一般叫做驱动开发，或者bsp开发，有时也有称之为1111UX内核开发，名字听着都很高大上的感觉。而嵌入式上的应用开发，一般业务逻辑比较简单，被很多人忽略,所以招聘方也会感觉没必要招架构师级别的了。二、嵌入式软件架构的好处为什么有人觉得没必要有嵌入式软件架构设计，那可能你做的项目只是流水灯级别吧。当然，不能说完全需要，至少对于大多数项目而言，都需要有一个软件架构设计，好处也是有很多，这里罗列一些：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。3、方便后期维护和升级。4、最大限度的复用。5、高内聚低耦合。三、嵌入式软件架构设计之分层设计经典的lmux十a】m配置属于资源比较丰富，高配的嵌入式系统，其操作系统本身就很强大，软件设计也变得水到渠成。本文所要提到的嵌入式，其实更偏向于单片机，结合一个案例给大家讲讲分层设计。以MCU+IAR为例，讲讲把底层软件和应用软件分开。第一种方式：把底层软件生成一个静态库提供給应用。但是这样就会有一个问题，如果静态库改变了，得重新编译，然后提供給应用,应用程序也得重新编译一下，这显然是很麻烦的一种处理方式。另外一种方式：底层软件和应用软件是两个独立的bm文件，姑且叫libdev.bin和app.buio非操作系统的嵌入式是没有动态库.so这样一说的，不过底层软件这个可执行文件姑且就认为是app的.so吧。这两个bm文件通过配置icf,映射到不同的flash空间以及分配不同的RAM空间。显然，这两个bin文件的关系是app.bin会调用libdev.bin的实现。但是他们是独立的bm文件，如何关联起來呢。这事就需要一个函数表告诉app.bin到哪里去调用libdev.bin里面的函数实现。要实现这个函数表，就需要有统一的函数接口才方便管理。这个函数表可用静态库.a实现(libdev.a)。libdev.a的功能就是要映射所有libdev的接口函数，使app调用某一接口函数时，可以跳转到libdev.bin里面执行。具体设计思路：1•函数表用结构体的方式实现，结构体元素为函数指针。stmctlibdev_ops{mt(*dev_PonOpen)(intPonNum,char*PoilParm);}；2•在libdev.bin里面，对结构体里面的函数指针赋值。voidlibdev_ops_nut(stnictlibdev_ops*ops){ops->dev_PonOpen=d鈕:?gOpz:〃把函数地址赋给对应的函数指针}3•程序启动时，先进入libdev.bin,然后再跳转到app.bin。在此需要一个地址跳转函数(在libdev.a里面)。stmctlibdev_opsops;voidcall_app(iiitaddi){int(*staitup)(stnictlibdev_ops*ops);startup=(int(*)(stmctlibdev_ops*))(addi);libdev_ops_imt(&ops);startup(&ops);}4•重新封装所有函数，如下：mtdev_PoitOpen(intPoilNum,chai*PoitPara){letumops->dev_PoitOpen(PoitNum,PoitPaia);}5•实现libdev.bin需要跳转地址的函数(在app.bin)。voidcommon_stanup(stmctlibdev_ops*libdev_ops)ops=libdev_ops;dev_piintf=ops->pnntf//printf为不定参函数,不能在步骤2中进行赋值,所以在静态库里进行初始化赋值。〃跳到appmain中}app.bin程序的启动地址修改，修改IAR配置进入optionslinkerlibrary勾选oveiridedefaultprogiamentry,ftEntrysymbol后面输入common_staitupo7•因为有两个.bm程序。所以就需要配置icf文件，并且call_app（addi）这个addi为app.bin里面common_startup函数的地址。因此需要编译app.bin后在output文件里面的app.map里面查看common_staitup的地址是多少（由于这个函数是程序最先执行的函数,所以其地址为icf配置的起始地址）。8•然后你在应用里面包含了dev