• 软件体系结构对管理的另一辅助作 用是便于分析矛盾需件体系结构的发展历程
应用规模小 汇编程序
结构化设计 数据流 控制流
高级语言
多侧面设计 类 对象 状态 交互 活动
OO语言
高层抽象结构 独立设计 忽略细节 尚不成熟
体系结构描述
无结构 1970 萌芽阶段 1980
if (condition1) {F1( );} if (condition2) {F2( );} if (condition3) {F3( );} ... ... }
轮询程序框架
计算机学院
子轮询：结构
F1
F2_1
F2_2
F3
CPU 子轮询结构
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计算机学院
子轮询：程序
print_msg(msg) char *msg; {
嵌入式系统及应用
计算机学院 廖勇
sn@
1
计算机学院
第四章
嵌入式软件体 系结构
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计算机学院
核心内容
• 软件体系结构的作用 • 软件体系结构的发展历程 • 通用软件体系结构 • 嵌入式软件体系结构
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4.1 软件体系结构的作用
• 是一个系统的设计计划 • 帮助管理复杂系统的抽象框架
while (*msg!=END_CHAR){ if (READY_FLAG & input(PRINTER_PORT)){ output(PRINTER_DATA,*MSG++); }else{ poll_others( ); }
} }
子轮询F2_2程序结构
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4.4 嵌入式软件体系结构：前后台
初期阶段 1995
高级阶段
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4.3 通用软件体系结构
main
用
系
户
统
函
函
数
数
整体结构系统示意模型
其他函数
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4.3 通用软件体系结构
用户 界面层
由
内部抽象层1
各
层
元
素
内部抽象层k
组
成
核心层
硬件环境
层次结构系统模型
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由 调 用 接 口 组 成
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4.3 通用软件体系结构
客户系统1
4
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设计计划
领域分析 需求分析 风险分析
质量要求 修改需求
软件体系结构设计
修改结构
硬件结构设计
硬件结构
软件结构 实现限制
详细设计、编码 集成、测试
软件体系结构与其他开发任务的关系
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抽象管理框架
• 任务的实时性软件体系结构独立于 任何一个现实系统平台，它是一个 抽象：现实系统中的许多细节被提 炼并封装成软件体系结构中的元素。
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4.5 实时多任务系统
• 任务（Task） 一个程序运行的实体；
资源拥有的基本单位；系统调度的基本 单元（若不含线程）
• 实时任务（Real-time Task） 一个带有实 时性能约束的任务称为
• 实时操作系统（RTOS） 构架系统时从
系统中抽象出一个便于上层应用开发的
平台，为支持实时多任务应用
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4.5 实时多任务系统
任务1 任务2
任务K
实时多任务操作系统
外设1
外设2 嵌入式微处理器
外设n
实时多任务系统结构
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4.5 实时多任务系统
• 性能指标：中断响应延迟 中断响应时间
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4.6 多处理器系统
CPU
CPU
CPU
CPU
MEMORY
(a) 紧耦合
CPU
MEMORY
客户系统2
客户系统M
产生请求
返回结果
请求服务 请求服务
请求服务 返回结果 请求服务
返回结果
服务系统1
服务系统2
服务系统N
完成操作
客户机／服务器体系结构
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4.4 嵌入式软件体系结构：轮询
F1
F2
F3
CPU
注：Fi代表函数名（i＝1，2…）
轮询过程
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initialize( ); while (TRUE){
中断 1
中断 1
主程序
中断 2
中断 1 中断 2
后台
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前后台系统运行方式
前台
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前后台：重要参数
• 性能指标：响应时间 中断延迟时间 吞吐量
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前后台：中断
中断请求
主程序 状态保存 与恢复
响应时间
数据变迁
中断服务
延迟时间
中断执行的刻画
恢复时间
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前后台：交互
• 前后台交互：同步信号 数据交互
MEMORY
(b) 松耦合
CPU
MEMORY
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© 协处理器耦合
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多处理器系统：网络拓扑
(a) 总线
(b) 星型
(c) 环型
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计算机学院
多处理器系统：网络拓扑
(d) 树型
(f) 网状
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(e) 阵列型
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谢谢！
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