嵌入式軟件架構設計培訓

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課程大綱
【模塊一】 人人掌握——嵌入式需求

理大局——嵌入式軟件需求分析的過程 【步驟明確，經驗干貨】

步 驟 一：系統邊界分析——上下文圖 and 硬件結構圖

步 驟 二：功能需求分析——功能樹 or 用例圖

步 驟 三：用戶接口分析——菜單樹 and 界面流

步 驟 四：軟硬接口分析——和外部軟硬件的接口規約

步 驟 五：功能步驟分析——輸入-處理-輸出 or 用例規約

步 驟 六：質量需求分析——本課關注步驟級實時、步驟級可靠

一組案例……
劃重點——關鍵點的講與練

輸入-處理-輸出定義功能需求……頑疾是需求項又多又散？分析、解決。

與外部軟、硬件的接口需求 ……頂層數據流圖、上下文圖、硬件結構圖

高性能和可靠性等質量需求 ……質量需求如何定義？以某控制器為案例

一組案例……

特復雜的功能邏輯如何搞定？ = 主控流程＋可能事件與分支流程 + 步驟規則

拷資料——文檔模板 + 案例資料 【外企模板，獨家分享】

《需求規格》模板

《需求規格》實例

一組案例……例如，質量90%可以用“功能的步驟級規則”來定義

【模塊二】 始于需求——自頂向下設計運行控制結構

理大局——運行控制結構的設計過程 【步驟明確，經驗干貨】

步驟一：分析需求 （功能范圍+硬件結構）

步驟二：識別核心模塊

步驟三：確定控制流，設計控制模式

步驟四：對關鍵功能，跑通控制過程

案例分析……上面四步，都有實際案例，并講解自頂向下思維運用
劃重點——三種嵌入式“運行控制結構”模式

結構一：多任務結構（OS-based Multi-task）

結構二：前后臺結構（死循環+中斷）

結構三：時間片輪詢（Time-slice Polling）

一組案例……
劃重點——前后臺與時間片架構的幾個細節

【大局】采集-分析-控制模式

【局部 1】轉delay為中斷

【局部 2】占空比與中斷

【局部 3】函數的可重入設計

【局部 4】核心代碼性能

高事件率架構案例：多任務 vs. 時間片輪轉

劃重點——統一回答幾個“大的疑問”

問：我們公司系統比較復雜，性能要求也比較多，總感覺理不清？

問：我們公司好像沒人會畫多線程協作圖。請問，怎么畫？

問：我們公司嵌入式分層架構太泛，沒把代碼塊、線程、中斷等說清楚！
【模塊三】 深入詳盡——嵌入式分層實戰技巧

理大局——嵌入式代碼架構，就這么設計 【步驟明確，經驗干貨】

步驟一：借助模式，按“五橫一縱”組織模塊層次

步驟二：自底向上，先把硬件接口代碼模塊設計好

步驟三：接口抽象，為多種硬件提供統一接口

步驟四：服務抽象，提煉可復用的顯示/通信/存儲服務

步驟五：設計功能層模塊，確定它對下層模塊的調用

步驟六：設計初始化模塊，確定它對下層模塊的創建和設置

案例分析……上面六步都有實際案例。重點步驟，有代碼案例。

劃重點——關鍵點的講與練 【有代碼，有真貨】

Module對Task/Thread的封裝

===Module設計的最低要求：沒有隱藏就沒有簡化

===模塊封裝task——Message和Task的架構級應用

Module的可擴展＆可配置＆可插拔

===模塊的可配置式設計——Config Array的架構級應用

Interface對多個差異模塊的統一抽象

===函數指針結構體的架構級應用

上層對下層的“封裝”與“組裝”

===模塊封裝模塊——Layer思想的代碼實現

===main()如何優雅地“啟動”各模塊

拷資料——上述技能，分別對應的代碼案例

代碼案例…

代碼案例…

思想的飛躍——架構之道 【學員反饋：“大徹大悟的感覺真爽！”】

自頂向下——分解思維。架構早期。立足業務，根據需求分解出粗粒度架構

自底向上——封裝思維。架構后期。立足實現，隱藏細節，統一接口，提煉服務

抽象vs.具體——抽象是結果，抽象思維的過程從研究多個“具體”開始

分解vs.封裝——粗粒度架構來自自頂向下分解，細粒度架構來自自底向上封裝

接口vs.實現——接口定義“做什么”，實現定義“怎么做”

統一接口——下層有多種“怎么做”時，不要直接調用，要通過統一接口調用

通用服務——提煉可復用的顯示/通信/存儲服務，“功能代碼”就簡潔易修改了

……悟道練習，一起畫腦圖

【模塊四】 隔離變化——設計好內部接口、對外接口

我們常設計這兩種接口

1. 遠程及板間接口或協議

2. 模塊級接口或消息

遠程及板間接口或協議——如何設計

步驟一：接口交互過程設計

步驟二：接口實現技術選擇

步驟三：接口參數格式定義

案例：分析著名接口規范 ……

模塊級接口——技術風格

Call（調用）

Message（消息）

Callback（回調）

遠程及板間接口或協議——API二次封裝

底層協議：負責通用性、跨平臺

提供API ：負責屏蔽細節、方便開發

案例分析……

模塊級接口——二次封裝

核心接口 vs. 便捷接口（對核心接口的包裝）

可配置性

拷資料——對應的資料分享

接口規范…

接口案例…

API 案例…
【模塊五】 職業生涯——從單板架構師，到方案架構師

談行業趨勢，聊職業發展

1. IT行業的人才模型

2. 電子企業的常見發展路徑

3. 我們個人的發展方略

方案架構師設計自控方案時，工作內容有哪些？

1. 邏輯設計 = 分層設計 + 功能子系統劃分

2. 物理設計 = 硬件拓撲 + 軟組件分布設計

3. 技術選型 = 開發技術 + 運行環境選型

4. 接口設計 = 接口技術選擇 + 接口協議定義
自控方案中的上位機軟件設計

1. 五橫一縱——上位機軟件的模塊分層模式

2. 模塊劃分——覆蓋接口需求

3. 模塊劃分——覆蓋功能需求