詳解嵌入式開(kāi)發(fā)中的3種程序架構(gòu)
時(shí)間：2021-12-07 12:17:39
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[導(dǎo)讀]0、前言在嵌入式軟件開(kāi)發(fā)，包括單片機(jī)開(kāi)發(fā)中，軟件架構(gòu)對(duì)于開(kāi)發(fā)人員是一個(gè)必須認(rèn)真考慮的問(wèn)題。軟件架構(gòu)對(duì)于系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性和可靠性是非常重要的，一個(gè)合適的軟件架構(gòu)不僅結(jié)構(gòu)清晰，并且便于開(kāi)發(fā)。我相信在嵌入式或單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)的初期大多數(shù)開(kāi)發(fā)者采用的都是簡(jiǎn)單的前后臺(tái)順序執(zhí)行架構(gòu)(我就是這樣...
0、前言
在嵌入式軟件開(kāi)發(fā)，包括單片機(jī)開(kāi)發(fā)中，軟件架構(gòu)對(duì)于開(kāi)發(fā)人員是一個(gè)必須認(rèn)真考慮的問(wèn)題。軟件架構(gòu)對(duì)于系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性和可靠性是非常重要的，一個(gè)合適的軟件架構(gòu)不僅結(jié)構(gòu)清晰，并且便于開(kāi)發(fā)。我相信在嵌入式或單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)的初期大多數(shù)開(kāi)發(fā)者采用的都是簡(jiǎn)單的前后臺(tái)順序執(zhí)行架構(gòu)(我就是這樣的)。在嵌入式軟件開(kāi)發(fā)中，程序架構(gòu)主要分為三種，本篇文章將對(duì)這三種程序架構(gòu)做出詳解。1、軟件架構(gòu)存在的意義
可以說(shuō)一個(gè)好的程序架構(gòu)，是一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的工程師和一個(gè)初學(xué)者的分水嶺。軟件架構(gòu)對(duì)于開(kāi)發(fā)人員是友好的，你希望先執(zhí)行什么任務(wù)后執(zhí)行什么任務(wù)，或者這一個(gè)時(shí)間點(diǎn)執(zhí)行什么任務(wù)下一個(gè)執(zhí)行什么任務(wù)，又或者什么事件會(huì)同步到某個(gè)任務(wù)等等，在不同的軟件架構(gòu)下，解決上述問(wèn)題的具體方法都是有所區(qū)別的。軟件架構(gòu)對(duì)開(kāi)發(fā)者最大的幫助是：幫助開(kāi)發(fā)者掌控整個(gè)工程的框架，當(dāng)你熟練使用其中某一個(gè)程序架構(gòu)后，對(duì)于系統(tǒng)中出現(xiàn)的bug你一定能夠快速的定位并解決。當(dāng)然，我建議要根據(jù)需要選擇合適的軟件架構(gòu)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，具體原因在文章后面會(huì)進(jìn)行介紹。2、深入介紹三種不同的程序架構(gòu)
三種常用的軟件架構(gòu)有：順序執(zhí)行的前后臺(tái)系統(tǒng)、時(shí)間片輪詢(xún)系統(tǒng)和多任務(wù)操作系統(tǒng)。為了讓大家有一個(gè)更為清晰的認(rèn)識(shí)，我分別用三種軟件架構(gòu)對(duì)一個(gè)實(shí)例進(jìn)行介紹說(shuō)明。這個(gè)實(shí)例如下：它有4個(gè)任務(wù)，這4個(gè)任務(wù)為按鍵掃描、聲光報(bào)警、顯示屏刷新和超聲波測(cè)距。這個(gè)實(shí)例的具體功能是通過(guò)按鍵設(shè)置測(cè)量距離的閾值，當(dāng)測(cè)距距離低于設(shè)置的閾值時(shí)，觸發(fā)聲光報(bào)警并且將測(cè)量距離實(shí)時(shí)顯示在顯示屏上(這個(gè)應(yīng)用是汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá)的具體體現(xiàn))。- 順序執(zhí)行的前后臺(tái)系統(tǒng)
- 時(shí)間片輪詢(xún)系統(tǒng)和多任務(wù)操作系統(tǒng)
- 多任務(wù)操作系統(tǒng)
3、如何選擇合適的軟件架構(gòu)
我使用過(guò)多種不同MCU做項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，例如：STM32、STC15、新唐等，也接觸過(guò)復(fù)雜的設(shè)計(jì)需求，例如：車(chē)載智能系統(tǒng)和智能家居，跑過(guò)操作系統(tǒng)ucos、freertos和Linux等等，在回到裸機(jī)開(kāi)發(fā)時(shí)，就會(huì)不然而然的去思考完整系統(tǒng)的軟件架構(gòu)的設(shè)計(jì)問(wèn)題，相信在讀者中開(kāi)發(fā)裸機(jī)的也占大多數(shù)。我認(rèn)為沒(méi)有最好的軟件架構(gòu)(程序架構(gòu))，而是只有最合適的。因?yàn)樵诓煌膽?yīng)用場(chǎng)景中適合采用不同的程序設(shè)計(jì)，而單純的去比較哪種程序架構(gòu)是最好的沒(méi)有什么實(shí)際的意義。那接下來(lái)我們來(lái)對(duì)具體的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行分析，在一些邏輯清晰功能單一的系統(tǒng)中就很適合選擇順序執(zhí)行的前后臺(tái)架構(gòu)，這個(gè)軟件架構(gòu)往往能夠滿(mǎn)足我們大部分的需求，比如電飯煲、電磁爐和聲控?zé)襞莸龋?/span>而在一些資源缺乏的單片機(jī)并且對(duì)系統(tǒng)可靠性要求較高的情況下非常適合，因?yàn)檫@種方法的系統(tǒng)耗費(fèi)比較小，只是犧牲了一個(gè)定時(shí)器而已，但是選擇此種程序架構(gòu)需要我們對(duì)時(shí)間片進(jìn)行深思熟慮的劃分；最后，在一些功能復(fù)雜，邏輯控制較為困難的系統(tǒng)中就適合選擇多任務(wù)操作系統(tǒng)，比如視頻監(jiān)控系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)等等應(yīng)用場(chǎng)景。作為一名嵌入式軟件工程師，掌握這三種軟件架構(gòu)是非常有必要的，它們可以讓我們?cè)谠O(shè)計(jì)程序時(shí)擁有更多的選擇和思考，而每一種不同的程序架構(gòu)都具備它自己的優(yōu)勢(shì)與不足，這需要我們?nèi)ビ眯膶?shí)踐方可體會(huì)到它的奧妙。END來(lái)源：嵌入式在左C語(yǔ)言在右原文地址：www.toutiao.com/i6804446207872598539版權(quán)歸原作者所有，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除。
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