如何用一個實例來探討嵌入式軟件架構設計

 1、感慨

近公司新招了一個作嵌入式軟件開發開發的童鞋，該童鞋是從上海的某一個上市公司出來的，由於咱們這邊人手不夠，所以把他安排了去負責一個新產品的研發，前期讓他負責加速度計、NB-IOT、舵機、外置Flash的功能測試，測試完成以後，準備讓他作一個該產品的概要設計。而後他花了2個星期的時間，給咱們寫出來一個概要設計，說實話，我看到這個概要設計，我就以爲是剛畢業的大學生寫的。

版本一的架構設計

2.1系統體系結構
系統分爲兩層：硬件驅動層、應用層。
2.1.1硬件驅動層
硬件驅動層包含板載硬件資源正常運行所需的全部驅動程序。
1)MCU初始化
2)I2C數據存取
3)SPI數據讀取
4)加速度計初始化
5)藍牙模塊啓動
6)BC95模塊啓動
7)485通信模塊啓動
2.2.2應用層
1)Mcu運行模式切換
2)震動及傾斜
3)數據解析
4)開/關鎖
5)數據發送
6)歷史數據保存

看到版本一的架構設計以後，說實話，我仍是第一次見到這樣來寫架構設計的，竟然是以序號來寫的，這個讓別人讀起來，特別的彆扭。　　

版本二的架構設計

看到版本二的架構設計以後，雖然頗感欣慰，可是想到達到咱們所要求的，還要很大的一段距離，該架構設計，主要有如下幾點問題：

1.對架構的理解還不是很清晰，既然是作架構設計，那就應該從總體來看，而不是僅僅只是侷限於一個模塊，或者功能裏面。

2.仍是每一個層次的理解也還不是很清晰，好比講MCU的初始化，歸於硬件驅動層裏面。MCU的初始化，嚴格意義上來講，是屬於流程的一部分了，而不是驅動。好比電腦的開啓啓動，把這個歸於硬件的驅動裏面，確定是屬於牛頭不對馬嘴的。

3.還有就是各個模塊的啓動，也是不能屬於硬件驅動層的，也都是業務流程的一部分了，都不該該屬於驅動層的一部分。

4.還有就是總線數據的讀寫，雖然驅動的做用也就是讀寫，可是數據總線的讀寫不能寫成硬件驅動。

5.應用層的系統參數初始化，也仍是屬於流程。

6.數據的解析和數據的發生，都是屬於通訊功能裏面的，不該該單獨獨立出來，屬於單個的應用。

 

看到這裏以後，說實話，我真的很驚訝，難倒從大企業出來的童鞋，能力都是這樣的嗎？從大企業出來的童鞋們，工資也是要的老高老高的，難倒他們不知道，在昆明的工資，都是以K來計算的嗎？在昆明能拿到8K的工資作開發的人就已經不多了。而後再到1W

以上的，童鞋們就更少了。

說實話，咱們的這位童鞋，上班的時候，還常常看電子書，在實習期間還常常看電子書，我不知道，他哪來的實力，心能夠放的這麼寬，交代的活沒有完成，還有時間來看電子書。固然託他的福，個人工資也終於漲到6K了，由於新人的工資，比老人高，

作的活仍是同樣的(結果一不同我就知道了)，爲了考慮到老人的內心面不平衡，因此纔給我加的工資的。領導們在批加工資的申請的時候，還專門把我叫去辦公室，讓我表決心啥的。。

 

而後，我讓他去改，把我說的這些改改，而後再看一下，還有什麼問題沒？結果我看他在那抓耳撓腮，還有各類嘆氣，而後和我說，改不了。

既然改不了，那我就只能親自操刀上陣了，畢竟同事一場。

 

 2、基本框架圖

（1）架構設計的目的

一、應用的代碼邏輯清晰，且避免重複的造輪子。

二、若是沒有好的架構，移植將會是一件很痛苦的事情，所以一個好的架構設計，方便軟件的移植。

三、最大限度的複用。

四、高耦合低內聚。 

 

（2）設計思路

如何把硬件的驅動和一個功能封裝成一個個的模塊，而後能夠像小朋友搭積木一個，一個個模塊能夠快速的拼接起來，組成一個個不一樣的模型。

咱們的嵌入式架構思路也是來源於此，即功能模塊化設計、分層設計。

這個設計和WEB開發的MVC模式相似，都是注重分層設計。

 

模塊化設計：將收集到的需求，進行歸類，總結和分析，將這些需求歸納爲一個個單獨的功能，每個功能，作成一個單獨的功能模塊。

分層設計一句話很差直接表達，其主要體如今一下幾方面：

一、功能模塊對外調用的模塊封裝成一個個API，將底層驅動作個API以供功能模塊調用。（各個功能模塊能夠獨立編譯（如通訊模塊純ANSI C，可在任意平臺複用），或者調用驅動層接口（日誌庫模塊調用了驅動讀寫Flash），總而言之，言而總之，封裝出各個功能獨立的可複用的功能模塊。）

二、API分爲驅動層API和應用層API，而不是全部程序都調用驅動層API。(整個應用中都調用驅動層API會致使應用中驅動調用隨處可見，沒法移植和最大限度的複用)

 

整體分 硬件驅動層-->功能模塊層-->業務邏輯層-->應用層

整體結構示意框圖：

說明：

1.層與層之間不能跨層調用。

2.模塊與模塊各自獨立，無依賴關係。

3.模塊提供統一的接口供上層調用，模塊的內外接口分明。

4.模塊的功能只能增，不能改。

5.各個功能模塊層也還能夠進行繼續分層，好比接口層、驅動層、硬件層。

 

（3）模塊層次說明

硬件驅動層

硬件驅動層包含板載硬件資源正常運行所需的全部驅動程序並提供API給功能模塊調用。

功能模塊層

功能模塊層包括實現具體功能的函數，經過調用驅動層API實現相應功能，同時提供可調用的API給業務邏輯層。

業務邏輯層

業務邏輯層包括產品總體功能的各個業務流程，經過調用功能模塊層的API實現。

應用層

應用層將各個業務邏輯進行整合調用，完成整個產品的功能。

 

（4）優點

若是驅動變更了，或者換不一樣平臺，只需更改驅動層，應用層不受影響。

若是功能模塊變更了，只需升級相應的功能模塊，其餘的模塊不受影響，應用層也不受影響。

按照這種邏輯設計好以後，主要的工做就是在業務邏輯層。應用層則爲程序的整體流程和框架，主要調用業務邏輯層實現不一樣的功能。