如果沒有好的架構,移植將會是一件很痛苦的事情。
如果沒有好的架構,復用是最大的難題,沒法更大限度的復用原有的代碼。
如果沒有好的架構,一旦驅動改了,所有的地方都要改,費時費力且很容易出錯。
如果沒有好的架構,應用層中穿插著硬件驅動層的代碼,看著會是一片混亂,邏輯不清,代碼維護起來會很困難。
現在的小朋友都愛玩搭積木的游戲,一個模塊一個模塊的拼裝起來,快速組成各種不同的模型?,F在的產品設計也很少從零開始。大都復用現有成熟的模塊,專注于某個擅長領域。
要做到嵌入式應用的代碼邏輯清晰,且避免重復的造輪子,沒有好的應用架構怎么行!
把API分為驅動層和應用層API,而不是所有程序都調用驅動層API。(整個應用中都調用驅動層API會導致應用中驅動調用隨處可見,無法移植和最大限度的復用)
先把一個應用進行功能模塊劃分,并對整體結構進行分層,然后設計出功能獨立的各個模塊(如算法模塊,文件庫模塊,通信庫模塊),在模塊之上開放公共接口。
驅動層提供出公共接口供上層調用。各個功能模塊可以獨立編譯(如算法模塊純ANSI C,可在任意平臺復用),或者調用驅動層接口(文件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復用的功能模塊。
總體分 硬件驅動層-->功能模塊層-->應用接口層-->業務邏輯層-->應用層
總體結構示意框圖:
應用層,為程序的總體的運行框架,組織調用業務邏輯。可以用某種嵌入式操作系統實現幾種任務 。如定時任務,卡處理任務,菜單任務,通信任務。
業務邏輯層,如CPU卡處理,交通部卡處理,銀聯卡處理,M1卡處理,通信記錄上傳,黑名單下載,票價參數下載等。
應用接口層,提供公共的api接口供應用接口供上層調用。這些接口也可由下層的功能模塊開放出來,應用接口層負責匯總。
功能模塊層,可以封裝不同的功能模塊。如算法庫,文件庫,通信庫,銀聯庫,向上提供應用接口層的接口,向下調用驅動接口。
硬件驅動層,由各個驅動模塊組成,向上提供統一的接口。
遵循一些約定:1.每個模塊提供出的接口要統一,后續只能增,不能改原來的接口。
2.模塊與模塊之間相互獨立,互不影響,不能相互調用,只能調用它下層的接口。
3.由模塊構成層,層與層之間不能跨級調用。如在應用層中不能看到直接調用驅動層的代碼。
4.模塊中又可以繼續分層,如接口層,驅動層,硬件層。
如果驅動變動了,或者換不同平臺,只需更改驅動層,應用層不受影響。
如果功能模塊變動了,只需升級功能功能模塊,其他的模塊不受影響,應用層也不受影響。
按照這種邏輯設計好之后,主要的工作就是在業務邏輯層。應用層則為程序的總體流程和框架,主要調用業務邏輯層實現不同的功能。
我們現在的代碼結構,基本是按這個思路來的。
硬件驅動層-->功能模塊層-->應用接口層-->業務邏輯層-->應用層。
看看以下兩種風格的代碼,你更喜歡哪個。
另一種風格:
同樣是保存參數,非要拆成AlgCRC16 ,WritePraFlash( (unsigned char *)&NetPra , NETPRA_ADDR , sizeof(_NetPra) )兩步嗎?
還有AH_Para_Verify這個,在應用層中真是多余啊,檢測失敗又從Flash讀取。關于參數,一開機就應該檢測合法性了。
既然都是要保存參數,就應該做個封裝,如上圖所示,把系統用到的不同參數做個規劃。應用層調用APP_Open_UseFile 或者APP_Read_UseFile,而不是直接的去讀寫Flash。
來看看赫赫有名的谷歌的android架構,雖然很復雜,但從框圖上看,也像是搭積木,各個功能模塊獨立,層次分明。最低層建立在linux Kernel基礎上,然后是各個組件庫libraries,再往上是應用框架和應用。
以NC_FileLib,文件庫模塊為例,如果要用在其他平臺,如EH0918手持機設備,只需要移植幾個硬件層接口即可。
NC_FileSys文件庫,跟硬件相關的接口在Hook文件夾,重新實現以下幾個函數即可:void HW_FRAM_Init( void )unsigned int HW_FRAM_Read( unsigned int addr,unsigned int size,unsigned char *buffer)unsigned int HW_FRAM_Write( unsigned int addr,unsigned int size,unsigned char *buffer )//擦除FLASH一頁 (FLASH擦除的最小單元)unsigned int HW_Flash_PageErase( unsigned int page )unsigned int HW_Flash_Read( unsigned int addr, unsigned int size, unsigned char *buffer )unsigned int HW_Flash_NotEraseWrite( unsigned int addr, unsigned int size, unsigned char *buffer )//擦除FLASH一頁 (FLASH擦除的最小單元)unsigned int HW_Flash_PageErase( unsigned int page )
按照以上模塊化設計思想,很容易實現一模擬pos機:
以開發一個智能pos應用為例:一個智能pos涉及到的功能模塊有:讀寫卡功能,保存與讀取消費記錄,查找保存黑名單,界面顯示,菜單顯示,通信下載參數上傳記錄等。
在電腦上實現一模擬pos用到的功能模塊有 文件存儲模塊,卡處理模塊,算法模塊,銀聯庫模塊。我把這些模塊移植到電腦上。
只是功能上的實現,完成刷卡消費,記錄存儲,記錄上傳,黑名單,票價下載等功能。界面為Dos窗口。后續如果用QT把界面也做出來,就是一功能齊全的模擬POS機,不過得把荒廢多年的C++重新拾起來了??梢岳^續完善做一個上位機模擬pos,改變編譯器在上位機仿真調試并交叉編譯后運行在真實POS上。
關于卡處理模塊的實現,由于電腦上沒讀卡頭,于是用外接讀卡器。把讀卡器串口接電腦上。電腦上做一讀寫卡服務,提供TCP接口的讀寫卡接口。
移植文件庫,嵌入式程序中是操作的flash,在電腦上把文件庫中用到的接口用讀寫文件的形式替換。
移植算法庫,算法庫都是c寫的,直接用gcc在windows平臺重新編譯即可。
各個功能模塊,又可以進一步細分為子模塊。
拿通信庫舉例:嵌入式設備都需要支持各種不同的通訊模塊。比如硬件設備有A701、A801、B502等,通訊模塊有GL868、MG323、MC8630、N710、ZIGBEE等,這些設備分別支持全部或部分通訊模塊。
整體架構分為如下:
驅動大致分為三層:1、接口層:為用戶提供統一的接口,比如:Connect、TxData、RxData、Disconnect等。2、驅動層:向接口層暴露統一的接口,這些接口用于完成實際的連接斷開和數據收發等,比如:DevConnect、DevTxData、RxData、Disconnect等。該層只會和支持的通訊模塊相關,不會直接訪問任何硬件功能,包括串口通訊、GPIO控制全部通過底層的設備層實現。3、設備層:向驅動層提供統一的接口,這些接口通過訪問物理硬件來實現和模塊的通訊,比如:XXXPowerOn、SerialSend、SerialReceive等,并定義該設備支持哪些模塊。
對于部分編寫通訊模塊驅動常用的功能,模塊中提供了一系列的輔助函數,避免重復勞動。
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原文標題:搞嵌入式應用開發,沒有好的應用架構怎么行?高手分享嵌入式程序設計的一些思路
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