基于UC/OS-II的嵌入式構件系統設計
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硬件抽象層實(shí)現硬件的驅動(dòng)、I／O控制，可以用于同一種硬件平臺的很多應用中。OS層主要用于與操作系統相關(guān)的操作，包括系統任務(wù)的創(chuàng )建、消息的創(chuàng )建等。通信層實(shí)現數據的傳遞、數據格式的轉換。
用戶(hù)接口層提供與底層應用相關(guān)的基本操作函數、對外接口函數，實(shí)現上下層之間的互操作。應用層位于頂層，用于實(shí)現用戶(hù)的應用程序。用戶(hù)無(wú)需關(guān)心底層的硬件結構，直接使用用戶(hù)接口層提供的基本操作函數，即可編程實(shí)現自己需要的功能。
層(即構件子系統)的接口是所包含的構件接口的組合。分層接口從上層看是透明的，對下層則是不透明的。在層接口處定義的構件僅對整個(gè)層次結構中該層或者該層之上的構件可見(jiàn)。只要符合一定的條件，每一層都可實(shí)現相當程度的復用，只需要替換相關(guān)的構件即可。
這里，特別要提到“原型”的概念。在各個(gè)層中，每個(gè)垂直切片僅實(shí)現與切片的目的相關(guān)的部分。這種實(shí)現方案稱(chēng)為“迭代式原型(iterative prototyping)”，每個(gè)切片稱(chēng)為一個(gè)“原型(prototype)”。實(shí)現原型時(shí)，每個(gè)原型都在其前驅所實(shí)現的特性的基礎上進(jìn)行構造。原型的序列根據邏輯上特性的優(yōu)先順序來(lái)確定。本體系結構引入原型的概念，每個(gè)原型包含來(lái)自各層的一個(gè)或者多個(gè)構件，后面的原型構造于先前原型所提供的服務(wù)的基礎上。每個(gè)原型將實(shí)現一種特定的功能，逐漸增加功能，最終實(shí)現用戶(hù)應用程序。
分層的結構設計保持了頂層與低層很好的一致性，實(shí)現了橫向分離；同時(shí)，原型的引用使得各層間的連接更為緊密，縱向相連，從而得到集成度更高、更可靠的系統。
3 嵌入式構件系統的實(shí)現
3．1 鍵盤(pán)構件系統的實(shí)現
嵌入式構件從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，大部分的工作就是對輸入／輸出部分進(jìn)行處理。其構件主要有鍵盤(pán)、前向通道的處理(如A／D處理)、后向通道的處理(如D／A處理)、USB控制、網(wǎng)絡(luò )控制、液晶顯示等。輸入／輸出軟件的代碼占據了整個(gè)操作系統的相當部分，對嵌入式操作系統來(lái)說(shuō)，這部分的重要性是不言而喻的。其中，鍵盤(pán)更是嵌入式應用程序最常用的器件，因此本文以鍵盤(pán)為例，依據上述體系結構構建了鍵盤(pán)應用模型，配置實(shí)現了鍵盤(pán)功能。
圖2為鍵盤(pán)構件系統分層體系結構。每層左邊顯示的“棒棒糖”形狀表示層的接口，接口是一組可以從外部訪(fǎng)問(wèn)的類(lèi)和對象。虛線(xiàn)箭頭表示的是依賴(lài)關(guān)系，每層都依賴(lài)于其下一層的包，且構件與構件之間也存在著(zhù)依賴(lài)關(guān)系。上層調用位于下層具體一些的層次中的服務(wù)，這種單向依賴(lài)使得可以在不同的上下文中使用相同的服務(wù)，而無(wú)需考慮服務(wù)的實(shí)現方式。同時(shí)，由于低一些的層中提供了定義良好的接口集合，可以用不同的底層實(shí)現來(lái)替換它們，這樣，整個(gè)構件系統就能更方便地移植到其他的物理環(huán)境中。
另外，圖2中的寬箭頭表明了數據的傳遞方向，數據在硬件抽象層取得后，逐級向上層傳遞，經(jīng)過(guò)層層處理、轉換，最終到達應用層，被用戶(hù)程序所用。而此處，數據的傳輸過(guò)程其實(shí)也是一個(gè)原型的形成過(guò)程，即最終實(shí)現了一鍵盤(pán)響應處理任務(wù)。
- 3．2 構件生成集成環(huán)境的實(shí)現
基于構件系統體系結構，本文擬開(kāi)發(fā)了一構件生成集成環(huán)境，如圖3所示。該環(huán)境可以實(shí)現構件系統的自配置、自拼接、源代碼自生成，結構清晰，使用簡(jiǎn)便。隨后在該集成環(huán)境上，配置鍵盤(pán)構件系統，自動(dòng)生成源代碼，并在博創(chuàng )ARM300實(shí)驗平臺上實(shí)現了鍵盤(pán)響應，很好地驗證了此體系結構的可行性及優(yōu)越性。
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結語(yǔ)
本文擴展了通用軟件構件的概念，提出了適用于嵌入式系統的構件模型；并在此基礎上設計了嵌入式軟件6層體系結構，采用了分層的結構設計，實(shí)現了橫向分離，而“原型”的引用使得各層縱向相連。此體系結構不僅實(shí)現了軟硬件分離，同時(shí)也實(shí)現了功能的分離，有利于實(shí)現穩定性好的嵌入式系統。最后，本文在鍵盤(pán)應用實(shí)例中驗證了其可行性。隨著(zhù)嵌入式系統的硬件發(fā)展，以及基于構件的軟件設計方法自身的不斷完善，基于構件的軟件設計方法必將是未來(lái)的發(fā)展方向。 linux操作系統文章專(zhuān)題:linux操作系統詳解（linux不再難懂）
本文擴展了通用軟件構件的概念，提出了適用于嵌入式系統的構件模型；并在此基礎上設計了嵌入式軟件6層體系結構，采用了分層的結構設計，實(shí)現了橫向分離，而“原型”的引用使得各層縱向相連。此體系結構不僅實(shí)現了軟硬件分離，同時(shí)也實(shí)現了功能的分離，有利于實(shí)現穩定性好的嵌入式系統。最后，本文在鍵盤(pán)應用實(shí)例中驗證了其可行性。隨著(zhù)嵌入式系統的硬件發(fā)展，以及基于構件的軟件設計方法自身的不斷完善，基于構件的軟件設計方法必將是未來(lái)的發(fā)展方向。 linux操作系統文章專(zhuān)題:linux操作系統詳解（linux不再難懂）
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