軟件架構(gòu)-嵌入式微系統(tǒng)連載之五

　　嵌入式微系統(tǒng)架構(gòu)是C#與CMSIS架構(gòu)的復(fù)合體，如下圖所示：

　　基于C#標(biāo)準(zhǔn)，分為應(yīng)用層App與系統(tǒng)層System兩層。采用兩個(gè)大結(jié)構(gòu)體AppStruct和SystemStruct把它們各自封裝起來(lái)。

　　Appstruct里封裝了兩個(gè)結(jié)構(gòu)體：Data和Menu。兩者都是應(yīng)用層的數(shù)據(jù)類(lèi)型。

　　Data是應(yīng)用層業(yè)務(wù)邏輯所涉及的傳感器、驅(qū)動(dòng)器等全局變量、過(guò)程變量、存儲(chǔ)參數(shù)、設(shè)置參數(shù)等數(shù)據(jù)，Data結(jié)構(gòu)體類(lèi)似數(shù)據(jù)庫(kù)概念，只是嵌入式系統(tǒng)數(shù)據(jù)一般不大，用一個(gè)結(jié)構(gòu)體實(shí)現(xiàn)即可。

　　Menu是應(yīng)用層需要的各種菜單顯示頁(yè)面，一個(gè)頁(yè)面下可以加載多種控件，比如背景文字(BackText)、表(Chart)、標(biāo)簽(Label)和文本(TextBox)四種。目前版本msOS因?yàn)橹饕槍?duì)工控，支持本地支持黑白字庫(kù)屏，所以只需要這四種控件即可，菜單結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，今后需要支持黑白點(diǎn)陣屏甚至是彩屏，需要支持的控件就更多了。

　　AppStruct可以認(rèn)為是應(yīng)用層App的數(shù)據(jù)庫(kù)，里面包含了業(yè)務(wù)邏輯的數(shù)據(jù)庫(kù)和菜單界面顯示的各個(gè)頁(yè)面。基于這種結(jié)構(gòu)體封裝的好處在于把全局變量統(tǒng)一到數(shù)據(jù)庫(kù)中管理，尤其是業(yè)務(wù)邏輯中的全局變量都放到Data區(qū)中統(tǒng)一管理，這充分的利用了全局變量的使用便利性，又有效的避免全局變量滿(mǎn)天飛，解決了長(zhǎng)期以來(lái)引起極大爭(zhēng)議的全局變量問(wèn)題。

　　應(yīng)用層分為三塊，除了數(shù)據(jù)庫(kù)意思的AppStruct外，還有業(yè)務(wù)邏輯(Logic)及菜單界面(Menu)，兩者分別跟工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的可編程控制器(PLC)和組態(tài)屏(HMI)對(duì)應(yīng)。在工業(yè)自動(dòng)化中，PLC內(nèi)部有業(yè)務(wù)邏輯參數(shù)存儲(chǔ)單元，HMI內(nèi)部有菜單頁(yè)面存儲(chǔ)單元，現(xiàn)在等價(jià)于把PLC和HMI的存儲(chǔ)單元合并在A(yíng)ppStruct中來(lái)管理。

　　業(yè)務(wù)邏輯(Logic)響應(yīng)各種傳感器過(guò)來(lái)的信息，通過(guò)給定的算法或操作流程，及時(shí)指揮驅(qū)動(dòng)器工作，所以需要設(shè)定在較高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)中。菜單界面(Menu)顯示業(yè)務(wù)邏輯處理過(guò)程中需要顯示的各種參數(shù)，只需要滿(mǎn)足眼睛的刷新頻率即可，所以刷新速度相對(duì)較慢，一般放在最低優(yōu)先級(jí)任務(wù)中處理。需要注意的是，菜單界面不包括按鍵部分，按鍵產(chǎn)生按鍵消息，歸入業(yè)務(wù)邏輯中，菜單界面只是顯示各種參數(shù)，而不會(huì)去修改參數(shù)，這個(gè)保證了數(shù)據(jù)庫(kù)只被業(yè)務(wù)邏輯一個(gè)任務(wù)修改，避免了一個(gè)數(shù)據(jù)同時(shí)被多個(gè)任務(wù)修改產(chǎn)生錯(cuò)誤的問(wèn)題。

　　SystemStruct封裝了整個(gè)底層系統(tǒng)，抽象成一個(gè)面向應(yīng)用的接口芯片。

　　Initialize為初始化函數(shù)，在系統(tǒng)應(yīng)用前，必須要先初始化。

　　Device結(jié)構(gòu)體中封裝了各類(lèi)設(shè)備，比如LCD、ADC、USART、IO、Timer等。

　　OS中封裝了uC/OS-II的各種常用接口函數(shù)。

　　Gui中封裝了界面處理接口。

　　AppStruct和SystemStruct都是一個(gè)自定義的結(jié)構(gòu)體類(lèi)型，需要用這兩個(gè)類(lèi)型定義一個(gè)對(duì)象。

　　定義應(yīng)用層結(jié)構(gòu)體。

　　定義系統(tǒng)層結(jié)構(gòu)體。需要注意的是，因?yàn)椴捎媒Y(jié)構(gòu)體模擬類(lèi)功能，System在定義的時(shí)候就指定了System的Initialize初始化函數(shù)，這樣系統(tǒng)開(kāi)始就可以使用System.Initialize功能，便于形式上的完美。

　　一個(gè)System結(jié)構(gòu)體，封裝了整個(gè)系統(tǒng)層，中間件接口及設(shè)備接口，都在System中體現(xiàn)，等價(jià)于一個(gè)面向于應(yīng)用層的處理器，App運(yùn)行于系統(tǒng)層之上，App只需要調(diào)用System中的接口即可，簡(jiǎn)單、易用，這樣設(shè)計(jì)做到了跟實(shí)際的芯片無(wú)關(guān)性，比較容易跨平臺(tái)，當(dāng)需要更換芯片的時(shí)候，只需要保證System接口一致，應(yīng)用層無(wú)需修改代碼。