聊聊嵌入式軟件分層

正文

大家好，今天以控制LED閃爍為例，聊聊嵌入式軟件分層:

———————————
||
|P1.1|-----I<|--------------<|
|??????????|????????????????
|?????p2.1?|-------------/?---------|--.
|??????????|
|??????????|
———————————??????

1、兩層結構

硬件層<-->軟件層--最粗糙的分層架構

/**********************************************************************************/
#include
intmain()
{
inti=0;
while(1)
{
P1_1=0;
for(i=0;i<5000;i++);
??????P1_1=1;
??????for(i=0;i<5000;i++);
??}
}

2、三層結構

硬件層<--> 驅動層<-->應用層

/*******************驅動頭文件driver.h***********************************************************/
voiddelay();
voidled_on();
voidled_off();
/*******************驅動源文件driver.c************************************************************/
#include
#include"driver.h"
/*延時函數(shù)*/
voiddelay()
{
inti=0;
for(i=0;i<5000;i++);
}
void?led_on()
{
???P1_1=0;
}
void?led_off()
{
???P1_1=1;
}
/******************應用系統(tǒng)****************************************************************/
#include“../driver/driver.h”
int?main()
{
??while(1)
???{?
???????led_on();
???????delay();
???????led_off();
???????delay();
??}
}

3、四層結構

硬件層<-->驅動層<-->操作系統(tǒng)層<-->應用層

/******************************驅動****************************************************/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
intled_init(void);
voidled_cleanup();
staticintdevice_open(structinode*,structfile*);
staticintdevice_release(structinode*,structfile*);
staticssize_tdevice_write(structfile*,constchar*,size_t,loff_t*);
intinit_model(void);
voidcleanup_module(void);
structfile_operationsled_ops={
.owner=THIS_MODULE,
..............................
}
intled_init(void)
{
..............................
}
voidled_cleanup()
{
..............................
}
staticintdevice_open(structinode*inode,structfile*file)
{
..............................
}
staticintdevice_release(structinode*inode,structfile*file)
{
..............................
}
staticssize_tdevice_write(structfile*file,constchar*buffer,size_tlength,loff_t*offset)
{
..............................
intinit_model(void)
{
..............................
}
modele_init(led_init);
module_exit(led_cleanup);
MODULE_LICENCE("GPL");
/******************************應用****************************************************/
#include
#include
#include
#include
#defineLED"/dev/led"
intmain()
{
File*fp=fopen(LED,RDWR);
if(!fp){
while(1){
ioctl(fp,1);
sleep(1);
ioctl(fp,0);
sleep(0);
}
}
fclose(fp);
}

從上面的例子可以看出，層次越多，好像系統(tǒng)的代碼越多，開發(fā)者的工作量越大。實際情況是真的如此嗎？其實分層的目的主要1是降低系統(tǒng)開發(fā)難度；2是為了復用。

驅動層和中間的操作系統(tǒng)層是可以復用的，產(chǎn)品升級或更新?lián)Q代的時候，雖然總的代碼量是大的，但實際有很多代碼是不需要重新開發(fā)的，系統(tǒng)開發(fā)的工作量相對較小。比如說IO口調整了，甚至是整個硬件板子更換了，軟件上只要調整驅動即可。

很多大學的嵌入式系統(tǒng)課程中采用的是兩層結構，主要的原因是教材中的示例一般比較簡單，其主要目的是為了演示如何使用芯片，如何實現(xiàn)某個功能，很少考慮復用的問題。

為了講清楚其中的操作方法，其代碼會盡量簡單，即使是實現(xiàn)相對比較復雜的功能可能也只是采用抽象為函數(shù)的方法，很少考慮工程的問題，在潛移默化中很多人就以為兩層架構就是理所當然的。

具體采用何種分層結構是與產(chǎn)品相關的。比如大家都知道坐飛機是比步行快得，在校園里從上課的教室到休息的宿舍哪一種方式好呢？當然是步行。反之，從南京到北京，采用坐飛機肯定要比步行好（當然，更好的是坐高鐵）。

第3種方式似乎代碼量是最大的，但是要記住底層是很少改的，所以開發(fā)的時候就是寫應用，這個代碼量有多少？！優(yōu)勢可見一斑！

審核編輯：劉清