嵌入式底層軟件開發(fā)方法

1、嵌入式底層軟件開發(fā)方法自從 20世紀(jì) 70 年代單片機(jī)出現(xiàn)以來，嵌入式系統(tǒng)已獲得了較為深入的研究， 提出了一些嵌入式軟件的開發(fā)方法，但嵌入式系統(tǒng)仍處于發(fā)展階段，嵌入式系統(tǒng) 已經(jīng)顯示出廣闊的應(yīng)用前景。1. 嵌入式系統(tǒng)的定義嵌入式系統(tǒng)又稱為嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)，是指嵌入到對象體系中的專用計算機(jī)系 統(tǒng)。對象系統(tǒng)則是指嵌入式系統(tǒng)所嵌入的宿主系統(tǒng)，嵌入性、專用性與計算機(jī)系統(tǒng) 是嵌入式系統(tǒng)的三個基本要素。嵌入式系統(tǒng)通常被描述為：以應(yīng)用為中心，以計 算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可剪裁，適應(yīng)于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積和 功耗有嚴(yán)格要求的專業(yè)計算機(jī)系統(tǒng)。2. 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷程 嵌入式系統(tǒng)是在硬件和軟件交替發(fā)

2、展的支撐下逐漸趨于穩(wěn)定和成熟的，它有著 悠久的歷史。從 20世紀(jì) 70年代單片機(jī)的出現(xiàn)到現(xiàn)在各種嵌入式微處理器、微控制 器的大規(guī)模應(yīng)用，嵌入式系統(tǒng)己經(jīng)有了 30 多年的發(fā)展歷史。縱觀嵌入式技術(shù)的發(fā)展， 大致經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展階段。(1) 無操作系統(tǒng)階段：主要是以功能簡單的專用計算機(jī)或單片機(jī)為核心的可編 程控制器形式存在的系統(tǒng)，具有監(jiān)測、伺服、設(shè)備指示等功能，一般沒有操作系統(tǒng) 的支持，通過匯編語言編程對系統(tǒng)進(jìn)行直接控制。主要特點是：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能都 相對單一，處理效率較低，存儲容量較小，幾乎沒有用戶接口，比較適合于各類專 用領(lǐng)域。(2) 以嵌入式處理器和嵌入式操作系統(tǒng)為標(biāo)志的嵌入式系統(tǒng)：主要特點

3、是出現(xiàn) 了高可靠、低功耗的嵌入式處理器，嵌入式操作系統(tǒng)能運行于各種不同類型的微處 理器上，兼容性好；操作系統(tǒng)內(nèi)核精小、效率高，并且具有高度的模塊化和擴(kuò)展性； 片上系統(tǒng)(SystemOnChip, SOC)使得嵌入系統(tǒng)越來越小，具有大量的應(yīng)用程序接口， 開發(fā)應(yīng)用程序簡單，應(yīng)用軟件豐富。3. 嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)成及其特點1) 嵌入式系統(tǒng)的組成嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式處理器、相關(guān)支撐硬件、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件 系統(tǒng)等組成，具有專用性、可嵌入性、實時性、可移植性和分布式等特點。其中， 嵌入式微處理器是嵌入式硬件系統(tǒng)的核心部分，它擔(dān)負(fù)著控制、協(xié)調(diào)系統(tǒng)工作的重 要任務(wù)，通常具有實時多任務(wù)處理能力、中斷處理能

4、力、存儲器保護(hù)能力和低功耗 能力；支撐硬件主要包括存儲介質(zhì)、通信部件和顯示部件等；支撐硬件的驅(qū)動程 序、操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件等一起構(gòu)成嵌入式軟件。2) 嵌入式系統(tǒng)的特點嵌入式系統(tǒng)是一個軟件和硬件的集合體，它將先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、 電子技術(shù)與應(yīng)用軟件開發(fā)技術(shù)相結(jié)合，是一個技術(shù)密集、資金密集、不斷創(chuàng)新的知 識集成系統(tǒng)。與通用計算機(jī)系統(tǒng)相比，嵌入式系統(tǒng)在很多方面獨具特色，下面介紹 了嵌入式系統(tǒng)的幾大特點。(1) 軟硬件緊密結(jié)合：嵌入式系統(tǒng)的主要特征之一是軟件與硬件的緊密結(jié)合， 其底層的組織結(jié)構(gòu)常常因為所選用硬件體系的不同而發(fā)生變化。平臺差異性是不存 在通用解決方案的主要原因之一，也使得嵌入式

5、系統(tǒng)具有多種專用工具和特殊方法。(2) 多樣性 (專用性、定制性 )：每個嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)總是跟具體的應(yīng)用聯(lián)系在 一起，以應(yīng)用為中心，為具體的應(yīng)用服務(wù)。因此嵌入式系統(tǒng)是多樣化的，需要為滿 足不同的應(yīng)用需求而專門定制，其中既包括硬件系統(tǒng)的多樣性，也包括軟件系統(tǒng)的 多樣性。(3) 資源有限性：受制造工藝和應(yīng)用環(huán)境的限制，嵌入式系統(tǒng)擁有的資源十分 有限。主要表現(xiàn)在對整個計算機(jī)系統(tǒng)的體積、功耗、 CPU(Central ProcessingUnit， 中央處理器 )的處理能力、存儲器的容量和性能等方面都有較多的限制。(4) 高實時性：嵌入式系統(tǒng)的計算處理過程往往需要在規(guī)定時限內(nèi)完成，這就 要求系統(tǒng)對外

6、部事件的反應(yīng)要及時準(zhǔn)確。(5) 低功耗：功耗問題是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中普遍關(guān)注的熱點和難點，特別是對 于電池供電的系統(tǒng)。降低功耗不僅可以延長用電池供電的設(shè)備的工作時間，同時也 可以更容易解決系統(tǒng)的散熱問題。(6) 高可靠性：嵌入式系統(tǒng)對可靠性的要求與系統(tǒng)的規(guī)模、應(yīng)用環(huán)境和目的有 密切關(guān)系。一些實時系統(tǒng)對可靠性的要求極高，如航空航天技術(shù)。嵌入式系統(tǒng)的可 靠性涉及到很多方面，如機(jī)械設(shè)計的可靠性、嵌入式硬件與軟件的可靠性等。4 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的難點隨著電子技術(shù)的發(fā)展及制造工藝的提高，嵌入式系統(tǒng)的片內(nèi) ROM (Read Only Memory,只讀存儲器)容量不斷增大，CPU執(zhí)行速率不斷提高，尤其是嵌入

7、式操作 系統(tǒng)的出現(xiàn)，這使得嵌入式系統(tǒng)在代碼實現(xiàn)上發(fā)展迅速，現(xiàn)已出現(xiàn)了多種嵌入式編 程語言及其編譯環(huán)境，如嵌入式 C、C+、Java、Linux 等等。盡管近幾年嵌入式系 統(tǒng)發(fā)展迅速，但嵌入式系統(tǒng)的特性及其開發(fā)方法的不完善，使得嵌入式系統(tǒng)的開發(fā) 非常復(fù)雜和昂貴，嵌入式開發(fā)仍面臨著以下重要的問題：(1) 嵌入式系統(tǒng)分析和設(shè)計方面沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)：分析設(shè)計方法不統(tǒng)一、從分 析設(shè)計到制作和編程沒有一個始終一貫的工程化方法，使得產(chǎn)品形成的每一個過程 受人為因素影響十分嚴(yán)重、分析設(shè)計的成果不能被開發(fā)類似項目或產(chǎn)品重用。(2) 嵌入式系統(tǒng)的專用性很強(qiáng)，嵌入式系統(tǒng)的一個最大特點就是軟硬件緊密結(jié) 合，為此，嵌入式

8、軟件 (尤其是嵌入式底層軟件 )的設(shè)計和驗證要充分考慮硬件 因素。軟件需要根據(jù)系統(tǒng)硬件的變化和增減不斷進(jìn)行修改。而且嵌入式系統(tǒng) 中微處理器(Micro-ControllerUnit, MCU)的系列十分豐富，使得 MCU的編譯 環(huán)境無法做到完全的通用。(3) 在實際產(chǎn)品應(yīng)用中，嵌入式系統(tǒng)大多數(shù)是事件驅(qū)動的系統(tǒng)，而且外部事件 是多發(fā)的和并發(fā)的隨機(jī)事件，即異步事件。嵌入式應(yīng)用軟件系統(tǒng)需要有效地處理 并發(fā)事件，所以往往采用多線程 (任務(wù))運行機(jī)制，以適應(yīng)這種復(fù)雜的并發(fā)環(huán)境，這 就增加了軟件設(shè)計的復(fù)雜度。(4) 嵌入式軟件運行在特定的硬件體系和環(huán)境中，在進(jìn)行設(shè)計時，不但需要考 慮各個節(jié)點間的通信和同步

9、問題，還需要考慮整個系統(tǒng)的時序問題。(5) 由于嵌入式系統(tǒng)多工作于工業(yè)企業(yè)現(xiàn)場或軍用裝備，不允許死機(jī)和系統(tǒng)重 啟發(fā)生，一旦出現(xiàn)故障，有可能造成整個生產(chǎn)的混亂，甚至產(chǎn)生嚴(yán)重后果，因此對 可靠性和安全性要求很高。這使得嵌入式系統(tǒng)對可靠性、防危性、和容錯性等功能有 更苛刻的要求。以上幾個方面的問題成為近幾年來制約嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的主要瓶頸，使得大部 分從事嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)的組織和團(tuán)體，基本上是采用小組甚至是作坊式的運作 模式。這使得開發(fā)較復(fù)雜或大型系統(tǒng)的工作變得十分困難甚至無法進(jìn)行，或因為系 統(tǒng)需求的不斷變化、小組成員的流動導(dǎo)致項目失敗。1978年L.L.Constantine和E.YOurdon提

10、出了結(jié)構(gòu)化的軟件設(shè)計方法，經(jīng)過 30 多年的研究及應(yīng)用，已成為技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的軟件開發(fā)方法之一。結(jié)構(gòu)化方法強(qiáng)調(diào)過程抽象化和功能模塊化。其中，結(jié)構(gòu)是指系統(tǒng)內(nèi)各個組成 要素之間的相互聯(lián)系、相互作用的框架。結(jié)構(gòu)化方法的基本思想可以概括為：用系 統(tǒng)工程的思想和工程化的方法，按用戶至上的原則，自頂向下、逐步求精地對信息 系統(tǒng)進(jìn)行分析與設(shè)計。采用模塊化技術(shù)、分而治之的方法，將系統(tǒng)按功能分解為若 干模塊，模塊內(nèi)部由順序、分支、循環(huán)基本控制結(jié)構(gòu)組成，應(yīng)用子程序?qū)崿F(xiàn)模塊化結(jié)構(gòu)化方法是用基于功能分解的觀點來分析和解決問題的，即把一個復(fù)雜的系 統(tǒng)分解成若干個盡可能獨立的子系統(tǒng)、子模塊，采用 “自頂向下 ”逐

11、層分析，整個 過程從一個階段到另一個階段，其間有明顯的間隔。任何軟件系統(tǒng)都可以用數(shù)據(jù)流 圖表示，理論上，結(jié)構(gòu)化方法可以用于任意一種軟件系統(tǒng)的開發(fā)。使用結(jié)構(gòu)化方法 開發(fā)的軟件運行效率高，且能夠增加軟件規(guī)格說明的可讀性及系統(tǒng)的可靠性，因為 數(shù)據(jù)流圖容易理解，有利于開發(fā)人員與客戶的交流。4.1 結(jié)構(gòu)化方法的不足結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法中，軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)功能的變化十分敏感，功能的變化往 往意味著需要重新設(shè)計。結(jié)構(gòu)化方法中過程抽象化和功能模塊化的特點使其在設(shè)計 過程中有如下不足：1) 與用戶交流不直觀，難以應(yīng)對需求變化結(jié)構(gòu)化分析設(shè)計是一種面向過程的方法，形成的系統(tǒng)模型實際上是信息的一種 抽取，這種模型用戶難以

12、理解。結(jié)構(gòu)化分析設(shè)計對需求變化的適應(yīng)能力比較弱，當(dāng) 用戶需求信息發(fā)生變化或外界條件改變時，設(shè)計者無法直觀地改變系統(tǒng)，必須映象 為數(shù)據(jù)流及過程后才有可能實現(xiàn)。2) 開發(fā)過程繁瑣，從分析到設(shè)計難以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化分析設(shè)計中的數(shù)據(jù)流程圖是分層次展現(xiàn)系統(tǒng)模型的，這樣的設(shè)計方法難 以詳細(xì)地了解整個系統(tǒng)；而且結(jié)構(gòu)化方法中設(shè)計文檔很難與分析文檔對應(yīng)，因為二 者的表示體系不一致，從分析到設(shè)計的 “轉(zhuǎn)換” 不存在可靠的轉(zhuǎn)換規(guī)則，而更多地 是帶有人為的隨意性，容易因理解上的錯誤而埋下隱患。3) 開發(fā)周期長結(jié)構(gòu)化分析設(shè)計強(qiáng)調(diào)弄清楚用戶信息需求，事實上很多情況下信息需求是難以 一次性弄清的，特別是比較大型的系統(tǒng)。而且，設(shè)計

13、過程中從結(jié)構(gòu)化分析到結(jié)構(gòu)化 程序設(shè)計的轉(zhuǎn)換不可靠，設(shè)計出的軟件難以重用，進(jìn)而延緩了開發(fā)的進(jìn)度。目前嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，作為嵌入式系統(tǒng)主要部分的嵌入式軟件的 需求也越來越大，但因為嵌入式系統(tǒng)實時性、安全性、硬件體系的多樣性等特性的 要求，在不同的嵌入式硬件體系上開發(fā)出高質(zhì)量、符合各種要求的嵌入式軟件的困 難也越來越大。在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程中，不僅要盡可能的縮減開發(fā)周期和費 用，更重要的是開發(fā)出高質(zhì)量的嵌入式應(yīng)用程序。這些嵌入式軟件不僅要符合嵌入 式系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性、實時性等要求，還要求滿足軟件的可重用性、可配置性和 可擴(kuò)展性，以提高嵌入式軟件的開發(fā)效率和質(zhì)量。嵌入式系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，

14、嵌入式軟件開發(fā)已變成一項極具挑戰(zhàn)性、較復(fù)雜的 任務(wù)。嵌入式系統(tǒng)的基本特點對嵌入式軟件系統(tǒng)的開發(fā)具有重要影響，這些影響主 要包括：1) 實時性的影響實時性是嵌入式系統(tǒng)的重要特性之一，影響著嵌入式軟件設(shè)計的多個方面，如 構(gòu)件模型、應(yīng)用設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)計等方面。在設(shè)計構(gòu)件模型時，必須有效地表示實時 屬性，即構(gòu)件的實現(xiàn)模型應(yīng)該提供機(jī)制保證對構(gòu)件接口的調(diào)用能夠滿足實時性要求； 在設(shè)計軟件體系結(jié)構(gòu)時要特別重視解決并行、異步、中斷等問題，以滿足系統(tǒng)對實 時性的要求；而在系統(tǒng)設(shè)計時，對構(gòu)件的選擇、修改、組裝、系統(tǒng)驗證與評估時都 必須將實時性作為一個主要的設(shè)計要素。2) 資源有限性的影響 資源有限性是嵌入式系統(tǒng)的獨

15、特點，其影響主要表現(xiàn)在構(gòu)件模型和系統(tǒng)設(shè)計等 方面。在分析設(shè)計模型時，要求對有限的資源作出顯式的描述，方便在系統(tǒng)設(shè)計階 段對構(gòu)件的選用和對系統(tǒng)的驗證，節(jié)省嵌入式系統(tǒng)的硬件資源 (例如內(nèi)存 )；而整體 系統(tǒng)設(shè)計時，要充分考慮系統(tǒng)的有限資源，進(jìn)行合理的系統(tǒng)設(shè)計。3) 應(yīng)用專用性的影響專用性是嵌入式系統(tǒng)的三個基本要素之一，主要體現(xiàn)為嵌入式硬件體系的多樣 性。為滿足多樣性的要求，在應(yīng)用分析和設(shè)計時，要求識別出應(yīng)用的共同點，確定 應(yīng)用的變化點，預(yù)測應(yīng)用可能的變化，以設(shè)計出靈活易變的體系結(jié)構(gòu)以適應(yīng)領(lǐng)域內(nèi) 各種潛在的變化，使構(gòu)件的重用性更高。4) 軟件代碼健壯性的要求 嵌入式系統(tǒng)往往工作環(huán)境惡劣、受電噪聲干擾

16、較大，而且隨著軟件復(fù)雜度越來 越高，系統(tǒng)運行不穩(wěn)定的可能性愈來愈高，因此，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用對軟件的健壯性 提出了更高的要求，追求更高的健壯性、可靠性是嵌入式軟件的特點之一。5) 底層硬件驅(qū)動程序 (底層軟件 )的特殊要求 嵌入式系統(tǒng)與普通的軟件系統(tǒng)不同，它不僅包括高端的應(yīng)用軟件，還有底層的 硬件體系及其底層軟件。底層軟件完全針對硬件體系，專用性強(qiáng)；嵌入式軟件是應(yīng) 用在嵌入式設(shè)備上的應(yīng)用軟件，這就決定了它比傳統(tǒng) PC 機(jī)上的軟件更多地暴露給 用戶對硬件的操作接口。4.2 結(jié)構(gòu)化的嵌入式軟件開發(fā)方法結(jié)構(gòu)化的嵌入式軟件設(shè)計流程是：按照系統(tǒng)總體規(guī)劃和總體設(shè)計，由設(shè)計人員 分別編程設(shè)計各功能模塊；接著依據(jù)

17、軟件結(jié)構(gòu)和程序流程，將功能模塊組成結(jié)構(gòu)化 程序，實現(xiàn)系統(tǒng)整體功能，滿足系統(tǒng)要求，解決實際問題。具有如下特點：(1) 執(zhí)行效率：結(jié)構(gòu)化方 法比面向?qū)ο?、?gòu) 件化方法的執(zhí) 行效率要高，因為它 可以產(chǎn)生更直接、效率更高的代碼，所以對于一些嵌入式的系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)化方法產(chǎn)生 的系統(tǒng)更小、運行效率更高。(2) 可重用性：結(jié)構(gòu)化設(shè) 計方法中各功能通 過接口與外界 交互，當(dāng)接口發(fā)生變 化時往往造成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較大變動，難以擴(kuò)充新的功能接口，因此結(jié)構(gòu)化的設(shè)計方法 復(fù)用性差；面向?qū)ο蠛蜆?gòu)件化設(shè)計方法分別通過調(diào)用對象和構(gòu)件來設(shè)計系統(tǒng)，遇到 類似的問題時，只需要根據(jù)要求修改對象或構(gòu)件即可，因此這兩種方法具有很好的 可重用性。

18、(3) 應(yīng)用的范圍：結(jié)構(gòu)化 方法適用于數(shù)據(jù)少 而操作多的問 題，實踐證明對于以 功能為主的系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)化方法比較適用。5 嵌入式底層構(gòu)件開發(fā)技術(shù)現(xiàn)有的嵌入式開發(fā)方法多集中在嵌入式軟件開發(fā)方面，尤其是基于嵌入式操作 系統(tǒng)的嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)。而嵌入式系統(tǒng)開發(fā)區(qū)別與普通軟件開發(fā)的最大之處就 是：嵌入式系統(tǒng)是軟硬件緊密結(jié)合的系統(tǒng)，所有的嵌入式軟件(嵌入式應(yīng)用程序和嵌 入式操作系統(tǒng))都必須運行在特定的硬件體系上。鑒于嵌入式系統(tǒng)需要硬件體系支持的特殊性，嵌入式底層軟件 (即硬件驅(qū)動程序 ) 的開發(fā)便成為嵌入式軟件開發(fā)的重要組成環(huán)節(jié)。在硬件構(gòu)件基礎(chǔ)的上，本節(jié)給出應(yīng) 用于嵌入式底層軟件上的底層構(gòu)件 (Embe

19、ddedU nderl ying Comp on e nt EUC)的定義。5.1 基于硬件構(gòu)件的嵌入式底層構(gòu)件嵌入式底層構(gòu)件(EUC)是在硬件構(gòu)件的基礎(chǔ)上，根據(jù)硬件構(gòu)件的實際功能和接 口，實現(xiàn)與之相對應(yīng)的硬件驅(qū)動模塊的分解，并將硬件驅(qū)動底層程序的實現(xiàn)、頭文 件定義及其文件描述封裝成一個可重用的構(gòu)件實體，并提供一系列規(guī)范的輸入/輸出 接口，供其他嵌入式應(yīng)用程序調(diào)用。一個底層構(gòu)件對應(yīng)一個硬件構(gòu)件，但并不是所有的硬件構(gòu)件都需要底層構(gòu)件驅(qū) 動，如只需要硬件接線的電源硬件構(gòu)件。底層構(gòu)件同硬件構(gòu)件一樣，也具有被獨立 部署和被第三方組裝的特性。實現(xiàn)內(nèi)部硬件構(gòu)件功能稱之為內(nèi)部底層構(gòu)件，同樣實 現(xiàn)外部硬件構(gòu)件

20、功能稱之為外部底層構(gòu)件。5.2 底層構(gòu)件的實現(xiàn)1. 底層構(gòu)件的實現(xiàn)過程底層構(gòu)件的實現(xiàn)為嵌入式系統(tǒng)底層軟件開發(fā)提供具有重用性的功能構(gòu)件，是開 發(fā)嵌入式底層軟件的一種重要方法。與硬件構(gòu)件的實現(xiàn)過程相似，底層構(gòu)件也注重 構(gòu)件的重用性與移植性，同樣方便修改、發(fā)布和替換，得到了實驗人員的認(rèn)可。底層構(gòu)件的概念模型參加圖 4.1，從圖中可以看出，底層構(gòu)件可以分為底層軟件、 頭文件、接口描述和文件描述四個部分。其中，頭文件用于實現(xiàn)底層構(gòu)件的外部硬 件接線和內(nèi)部寄存器的定義轉(zhuǎn)換，即硬件構(gòu)件的引腳定義和寄存器定義；接口是底 層構(gòu)件與其他構(gòu)件交互的唯一通道，是應(yīng)用程序調(diào)用底層構(gòu)件的通道；文件描述用 于描述整個底層構(gòu)

21、件的相關(guān)信息；底層軟件用于實現(xiàn)構(gòu)件的具體邏輯功能，對外界 而言底層軟件是一個不可見的黑盒，只是通過接口實現(xiàn)交互。EUC=底層軟件，頭文件，接口描述，文件描述底層軟件=各種具體硬件構(gòu)件的軟件方法描述的實現(xiàn)過程頭文件=實現(xiàn)底層構(gòu)件與具體硬件接線及寄存器之間的對應(yīng)接口描述=接口實體接口實體=硬件構(gòu)件的方法描述方法描述=Direction Return_TypeFunctionName(Parameter_list)Directi on :接口方向In :輸入；Out :輸出Return_Type :返回值類型FunctionName：功能函數(shù)名稱Parameter_list：參數(shù)列表模塊描述=模塊功

22、能描述，頭文件信息描述，對外接口描述，注意事項等圖 5.1 底層構(gòu)件的概念模型底層構(gòu)件的主要設(shè)計思想是:在嵌入式底層軟件開發(fā)過程中，根據(jù)硬件系統(tǒng)中 設(shè)計完成的硬件構(gòu)件，分析硬件構(gòu)件的功能和接口，設(shè)計實現(xiàn)與之對應(yīng)的功能程序 (即底層軟件 )、頭文件以及相應(yīng)的外部接口模塊，并封裝成底層構(gòu)件，應(yīng)用時供設(shè) 計者選擇使用。底層構(gòu)件的實現(xiàn)過程如圖 4.3 所示，是為嵌入式底層軟件提供具有 重用性和移植性的底層功能函數(shù)的過程。2. 底層構(gòu)件的應(yīng)用過程底層構(gòu)件的應(yīng)用過程就是在系統(tǒng)硬件體系設(shè)計實現(xiàn)后，根據(jù)硬件體系中選用的 硬件構(gòu)件，調(diào)用相應(yīng)的底層構(gòu)件；并根據(jù)硬件構(gòu)件的接口實現(xiàn)，修改底層構(gòu)件頭文 件中的引腳定義；

23、最后，將這些底層構(gòu)件添加到工程文件中，通過接口即可實現(xiàn)應(yīng) 用程序?qū)Φ讓訕?gòu)件的調(diào)用。主程序、中斷子程序、功能程序接口底層程序底層程序硬件驅(qū)動程序構(gòu)件模型 1構(gòu)件模型 2可重用底層構(gòu)件底層構(gòu)件庫頭文件頭文件頭文件硬件構(gòu)件圖 5.2 底層構(gòu)件實現(xiàn)過程5.3 基于底層構(gòu)件 的嵌入式底層軟 件編程思想1) 底層構(gòu)件與硬 件構(gòu)件相分離的命 名規(guī)則由于底層構(gòu)件與硬件構(gòu)件存在對應(yīng)關(guān)系，底層軟件中包含許多與硬件構(gòu)件密切 相關(guān)的寄存器、標(biāo)志位和變量等信息，因此，為了滿足底層構(gòu)件可重用與可移植的 思想，底層軟件中與硬件構(gòu)件密切相關(guān)的信息命名時要與硬件構(gòu)件分離，只是在頭 文件的引腳定義、寄存器定義(在頭文件的封裝原則中詳細(xì)講解)中實現(xiàn)二者的對應(yīng) 關(guān)系即可。2) 底層構(gòu)件中頭 文件的封裝原則頭文