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我是老溫,一名熱愛學(xué)習(xí)的嵌入式工程師) u. g, a" S1 @6 I" _' ^
關(guān)注我,一起變得更加優(yōu)秀!今天跟大家找了一種常見的應(yīng)用與驅(qū)動分離設(shè)計的方式,對于目前一些高性能MCU還是值得使用一下的,不過對于原本主頻不夠高、性能不太強的MCU不建議使用,畢竟這樣的設(shè)計還是犧牲了一定的性能。在正規(guī)的項目開發(fā)中,項目往往是并行開發(fā)的,也就是說硬件設(shè)計、底層軟件設(shè)計、應(yīng)用軟件設(shè)計等是同步進行的。比如說在開發(fā)板上調(diào)試模塊驅(qū)動,在其他平臺上調(diào)試應(yīng)用程序再移植到目前這個平臺等。* D7 L* \- k9 U' @ v
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* b* u$ D+ D" b8 P' Y為何不見嵌入式軟件架構(gòu)師職位?
1 I" F* Q5 |" g8 i7 g# |* o在招聘網(wǎng)站搜索架構(gòu)師,會出現(xiàn)各種系統(tǒng)架構(gòu)師:web架構(gòu)師,后臺服務(wù)端架構(gòu)師等等,但是唯獨很難看到嵌入式軟件架構(gòu)師。嵌入式軟件不需要架構(gòu)嗎,驅(qū)動不需要架構(gòu)嗎?
/ H7 e/ _& G, P8 z答案當(dāng)然是需要,不過為什么沒有這方面的職位?
0 h1 d7 P c# _, z( v一般的人會說,小項目才用單片機,實現(xiàn)功能簡單,無需太多人參與,所以無需注重軟件設(shè)計。其實是很幼稚的觀點(剛畢業(yè)時我也是這樣認為的)。
0 G& V& k/ s+ @! Y+ c* o目前國內(nèi)的嵌入式開發(fā)主要分為嵌入式底層開發(fā)和嵌入式應(yīng)用開發(fā),嵌入式的底層開發(fā)一般叫做驅(qū)動開發(fā),或者bsp開發(fā),有時也有稱之為linux內(nèi)核開發(fā),名字聽著都很高大上的感覺。2 s6 k- J8 {. o: s& F" e
而嵌入式上的應(yīng)用開發(fā),一般業(yè)務(wù)邏輯比較簡單,被很多人忽略,所以招聘方也會感覺沒必要招架構(gòu)師級別的了。
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7 c9 {$ _: R& G; F% u$ |/ e2 ]# q嵌入式軟件架構(gòu)的好處 W7 j4 P" I/ C; ]) a
為什么有人覺得沒必要有嵌入式軟件架構(gòu)設(shè)計,那可能你做的項目只是流水燈級別吧。7 n5 j1 {6 {) F9 v& t3 s
當(dāng)然,不能說完全需要,至少對于大多數(shù)項目而言,都需要有一個軟件架構(gòu)設(shè)計,好處也是有很多,這里羅列一些:! ]& A" {) p" L" O! m
1、應(yīng)用的代碼邏輯清晰,且避免重復(fù)的造輪子。
/ R" O5 C1 k# P/ m n2、如果沒有好的架構(gòu),移植將會是一件很痛苦的事情。
$ P/ F* ` x6 e6 N7 i5 L3、方便后期維護和升級。
! k* ~$ Z9 W- l1 H" F4、最大限度的復(fù)用。
9 `9 i+ I' g. k3 X5、高內(nèi)聚低耦合。
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' w% J* X; s& x! S3 a嵌入式軟件架構(gòu)之驅(qū)動分離
7 M2 H: @1 C5 K/ s6 O; k+ L1 `7 P經(jīng)典的linux+arm配置屬于資源比較豐富,高配的嵌入式系統(tǒng),其操作系統(tǒng)本身就很強大,軟件設(shè)計也變得水到渠成。本文所要提到的嵌入式,其實更偏向于單片機,結(jié)合一個案例給大家講講分層設(shè)計。以MCU + IAR為例,講講把底層軟件和應(yīng)用軟件分開。第一種方式:把底層軟件生成一個靜態(tài)庫提供給應(yīng)用。但是這樣就會有一個問題,如果靜態(tài)庫改變了,得重新編譯,然后提供給應(yīng)用,應(yīng)用程序也得重新編譯一下,這顯然是很麻煩的一種處理方式。另外一種方式:底層軟件和應(yīng)用軟件是兩個獨立的bin文件,姑且叫l(wèi)ibdev.bin和app.bin。非操作系統(tǒng)的嵌入式是沒有動態(tài)庫.so這樣一說的,不過底層軟件這個可執(zhí)行文件姑且就認為是app的.so吧。這兩個bin文件通過配置icf,映射到不同的flash空間以及分配不同的RAM空間。顯然,這兩個bin文件的關(guān)系是app.bin會調(diào)用libdev.bin的實現(xiàn)。但是他們是獨立的bin文件,如何關(guān)聯(lián)起來呢。這事就需要一個函數(shù)表告訴app.bin到哪里去調(diào)用libdev.bin里面的函數(shù)實現(xiàn)。要實現(xiàn)這個函數(shù)表,就需要有統(tǒng)一的函數(shù)接口才方便管理。這個函數(shù)表可用靜態(tài)庫.a實現(xiàn)(libdev.a)。libdev.a的功能就是要映射所有l(wèi)ibdev的接口函數(shù),使app調(diào)用某一接口函數(shù)時,可以跳轉(zhuǎn)到libdev.bin里面執(zhí)行。具體設(shè)計思路:1.函數(shù)表用結(jié)構(gòu)體的方式實現(xiàn),結(jié)構(gòu)體元素為函數(shù)指針。1struct libdev_ops{2 Z5 E3 \" B" a" \7 Z& K
2 int (*dev_PortOpen)(int PortNum, char *PortParm);9 Q$ d3 W) N/ p {! e. {. U& W
3};
1 L( p* \: u3 z$ [$ q/ j' n2.在libdev.bin里面,對結(jié)構(gòu)體里面的函數(shù)指針賦值。
, s- Z3 _! w) x6 B1void libdev_ops_init(struct libdev_ops *ops){
' C, I$ l6 r4 A2 ops->dev_PortOpen = dev_PortOpen;//把函數(shù)地址賦給對應(yīng)的函數(shù)指針
# b7 S4 c4 C/ S/ N% G$ O5 E! W3} l" V4 Y) u. D f, {5 s
3.程序啟動時,先進入libdev.bin,然后再跳轉(zhuǎn)到app.bin。在此需要一個地址跳轉(zhuǎn)函數(shù)(在libdev.a里面)。1struct libdev_ops ops;
) R8 n2 t/ d! n2void call_app(int addr)2 H' t: Q. u4 c& ?/ `4 W! b+ s9 t4 h9 Z
3{' F7 j1 F3 \# a( A u
4 int (*startup)(struct libdev_ops *ops);
" b* A% a* J1 t! `0 I1 y5 startup = (int(*)(struct libdev_ops *))(addr);+ u! Y; G+ G5 W3 t! E2 E) y0 A
6 libdev_ops_init(&ops);
( t/ y1 \! R+ [7 startup(&ops);
8 f% E% D! W% c U& k8 M* ~4 O# x8} j# N4 C7 j4 B$ d. O" x9 U
4.重新封裝所有函數(shù),如下:+ m6 H- A1 V! c6 {/ {4 j
1int dev_PortOpen(int PortNum, char *PortPara)
( o0 d+ S, Z4 {7 D7 \2 X2{; g& U# j; @6 P
3 return ops->dev_PortOpen(PortNum,PortPara);
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5.實現(xiàn)libdev.bin需要跳轉(zhuǎn)地址的函數(shù)(在app.bin)。
; z( j7 F0 I: r# E% C1void common_startup(struct libdev_ops *libdev_ops)
9 j3 K' J& ]4 N6 v$ P W2{% H3 s4 I1 E* E" N3 E) z
3 ......
9 {5 }2 D# x3 [: i/ Q, O4 ops = libdev_ops;
2 T+ T. l L+ w5 dev_printf = ops->printf;//printf為不定參函數(shù),不能在步驟2中進行賦值,所以在靜態(tài)庫里進行初始化賦值。
. Y& H4 A: `1 s6 main();//跳到app的main中
, Y# B9 N. y! [ U. z" Z7}
! w f# q8 ]" }4 k6.app.bin程序的啟動地址修改,修改 IAR配置. T/ M1 t6 h7 S, [0 k8 y/ Q0 Q
進入options--linker--library--勾選override default program entry,在Entry symbol 后面輸入common_startup。
/ a3 e3 H+ c- D, O1 u# D) }7.因為有兩個.bin程序。所以就需要配置icf文件,并且call_app(addr)這個addr為app.bin里面common_startup函數(shù)的地址。因此需要編譯app.bin后在output文件里面的app.map里面查看common_startup的地址是多少(由于這個函數(shù)是程序最先執(zhí)行的函數(shù),所以其地址為icf配置的起始地址)。# `3 I: D9 d, w8 d, t
8.然后你在應(yīng)用里面包含了dev_PortOpen函數(shù)的頭文件就可以正常調(diào)用這個函數(shù)了。
, r5 k2 A3 B/ f/ p( _因為libdev.bin和app.bin是同時運行的(app.bin調(diào)用的libdev函數(shù)的實現(xiàn)在libdev.bin里面),因此必須把RAM和ROM分成兩份,不得重疊。
5 q2 c8 G) @! _8 E: _" i素材來源:https://blog.51cto.com/kenotu/1614390% E* X' w1 o- O8 S0 j# b- b! B
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分享一個跨平臺通用的 GUI 框架!: y* r. K: a, O7 c, d7 ~/ s* m
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5 J; a' `! ]5 p; _ 嵌入式 Linux 對接星閃,用 C++ 設(shè)計一個通用的 AT 指令解析器。
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" j7 k z1 D+ E1 P' k a! D& S7 L, C 嵌入式大佬分享,簡單易用的開發(fā)工具及解決方案!
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