面向無線傳感網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)件化開發(fā)方法

由圖2 可以看出，系統(tǒng)集成構(gòu)件起到一個橋梁作用，使開發(fā)者簡化了開發(fā)工作。但是，系統(tǒng)集成構(gòu)件在調(diào)用硬件抽象構(gòu)件實現(xiàn)自身功能的時候出現(xiàn)重復(fù)調(diào)用問題。并且構(gòu)件CC2420SpiC 在不同的層(系統(tǒng)集成層和硬件抽象層)都有使用，這本身使得系統(tǒng)集成層和物

理抽象層關(guān)系變得模糊和復(fù)雜，加大開發(fā)者開發(fā)難度。

根據(jù)構(gòu)件化系統(tǒng)編程可知，調(diào)用構(gòu)件的接口需要實現(xiàn)提供接口構(gòu)件中的event 事件。如果多個構(gòu)件重復(fù)使用同一個構(gòu)件的同一個接口，每個使用該接口的構(gòu)件都需要將該接口中的event 事件執(zhí)行一次。系統(tǒng)集成構(gòu)件同時調(diào)用相同的硬件抽象層構(gòu)件中的接口命令時，完成命令的signal 事件會通知每個使用該接口的構(gòu)件。這就導(dǎo)致了構(gòu)件化系統(tǒng)下編程常見問題：扇出(fan-out)。系統(tǒng)為了解決這一問題不得不將構(gòu)件性質(zhì)改為generic 類型。而這會引入新的構(gòu)件調(diào)用模式。所有這些使得系統(tǒng)集成構(gòu)件對硬件抽象層構(gòu)件的調(diào)用變得比實際要復(fù)雜，代碼的執(zhí)行效率大大降低。

2 直接調(diào)用底層構(gòu)件方法描述

對系統(tǒng)集成構(gòu)件的研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用層構(gòu)件在調(diào)用系統(tǒng)集成構(gòu)件時最終調(diào)用了硬件抽象層構(gòu)件，只是系統(tǒng)集成構(gòu)件將硬件抽象層構(gòu)件重新整合到某個大的集成構(gòu)件中，方便用戶查找接口。實際上，由于嵌入式軟件和硬件結(jié)合性高、硬件資源有限等特點，為了使得軟件系統(tǒng)性能達(dá)到最高，嵌入式軟件開發(fā)者在開發(fā)之前對硬件已經(jīng)非常熟悉。在這種情況下沒有必要在硬件抽象層之上硬性加上系統(tǒng)抽象層。對開發(fā)者而言，直接調(diào)用底層硬件抽象層構(gòu)件會更直觀、簡單。

具體實現(xiàn)方法如圖3 所示，在構(gòu)件操作上對沒有引入新功能的構(gòu)件在配線構(gòu)件配線時候可以跨過整個系統(tǒng)集成構(gòu)件，而不會影響系統(tǒng)功能，并可以簡化開發(fā)過程，提高運(yùn)行效率。以下將這一方法簡稱為直接調(diào)用法。

圖3 構(gòu)件簡化過程

圖3 中構(gòu)件1 和構(gòu)件2 不是提供最底層功能的構(gòu)件，它們將底層構(gòu)件3、構(gòu)件4 和構(gòu)件5 進(jìn)行重新整合，最終使用的是構(gòu)件3、構(gòu)件4 和構(gòu)件5 的功能。所以，通過改進(jìn)后的方案中，讓應(yīng)用構(gòu)件直接調(diào)用構(gòu)件3、構(gòu)件4 和構(gòu)件5，讓構(gòu)件1 和構(gòu)件2 的功能交給應(yīng)用構(gòu)件去完成，這樣提高了代碼的執(zhí)行效率和開發(fā)效率。實際上，結(jié)合構(gòu)件化系統(tǒng)可知，圖3 的簡化過程解決了扇出問題，應(yīng)用構(gòu)件只要調(diào)用了一個硬件抽象層構(gòu)件，就可以在應(yīng)用構(gòu)件內(nèi)任何需要的地方去調(diào)用硬件抽象構(gòu)件所提供的接口中命令。配線構(gòu)件在配線時也變的簡單，沒有系統(tǒng)集成構(gòu)件中多個硬件抽象層構(gòu)件的重復(fù)配線操作。

對構(gòu)件化系統(tǒng)以及底層硬件抽象構(gòu)件和各具體芯片研究分析可知，系統(tǒng)集成構(gòu)件都是起到上述作用，同時又引入新的問題。若開發(fā)人員對硬件抽象構(gòu)件熟悉，就完全可以跨過系統(tǒng)集成構(gòu)件而直接使用硬件抽象層提供的構(gòu)件。這樣就簡化了原方案中系統(tǒng)集成構(gòu)件之間繁雜的調(diào)用關(guān)系，更重要的是可以大大提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，還以CC2420 系統(tǒng)集成構(gòu)件為例，其改進(jìn)后的構(gòu)件調(diào)用方案如圖4 所示：

圖4 改進(jìn)方案中構(gòu)件間關(guān)系