基于组件嵌入式软件开发方法探究

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1、基于组件嵌入式软件开发方法探究摘要：为提高嵌入式系统软件的通用性和重用性，缩短同类软件的开发周期，从嵌入式系统的特点出发，提出一种基于可重用组件的嵌入式软件开发方法。首先介绍组件的基本概念，然后着重阐述嵌入式系统组件划分方法及设计具体组件接口的一般原则。最后通过对比传统嵌入式系统和基于组件的嵌入式系统软件开发方法的异同，提炼出基于组件的嵌入式软件开发方法的特点。具体项目实践证明该方法的可行性，具有良好的应用前景。关键词：嵌入式系统；软件重用；组件；接口设计0引言目前嵌入式电子产品发展日新月异，更新换代很快，软

2、件代码量和复杂度随着功能的复杂性呈几何级的增加。在这种情况下，传统的基于先前基础代码进行二次开发变的愈发困难。倘若原来程序员离去，其他人员或新手修改源程序则变的愈加困难和不可控。另外由于绝大多数程序内部结构之间相互耦合，即使只对源代码的很小一部分进行修改，为了保证产品的质量，也应该对整个产品的源代码进行回归测试。在这种开发模式下，程序的可重用性低，整个产品的软件开发和测试周期长，软件成本髙。因此寻求一种新的可重用可扩展的软件开发方法是解决这些问题的根本途径。针对这些问题，本文从嵌入式软件开发的特点和需求出发，

3、提出了一种新的基于可重用组件的软件开发方法，并在实践中取得了较好的效果。1组件概述软件组件（Component）的概念共生于软件重用。早在1968年，在北大西洋公约组织（NATO）会议上就提出了软件重用的概念，后来还为此制定了一整套软件重用的指导性标准，其中包含了利用标准组件实现软件重用的基本思路。也是在这次会议上，McIlroy提出了软件组件、组件工厂等概念［1］O基于组件的软件重用是产品重用的主要形式，软件组件技术是当前重用研究的焦点。组件技术的基本思想在于，创建和利用可重用的软件组件来解决应用软件的开发

4、问题。与面向对象编程语言不同，组件技术是一种更高层次的对象技术。它独立于语言，只面向应用程序，只规定组件的外在表现，而不关心其实现方法。目前关于组件还没有一个统一的定义，以下是关于组件的一些有代表性的观点［2］：1）组件是一个独立的可传递的操作的集合；2）组件是由对象类组合起来的物理意义上的包；3）组件是软件开发过程中一个可替换的软件单元，它封装了设计决策，并作为一个大单元的一部分和其他组件组合起来；4）组件是具有特定功能，能够跨越进程的边界实现网络、语言、应用程序、开发工具和操作系统的“即插即用”的独立对象

5、；5）组件是指应用系统中可以明确辨识的构成成分。而可重用组件是指具有相对独立的功能和可重用价值的组件。关于组件的定义可以从狭义和广义两方面来理解。从狭义上来说，软件组件是指软件系统中具有相对独立功能、可以明确辨识、接口由契约指定、和语境有明显依赖关系、可独立部署、且多由第三方提供的可组装的软件实体。它既包括以EJB,COM/DCOM,ActiveX,WebServices等形式存在的可运行二进制程序，也包括经过封装的源代码程序。从广义上来说，随着对软件重用理解的不断深入，软件组件概念的外延在不断扩展，从组件实

6、体到规格需求、系统架构、设计文档、测试用例等各种具有重用价值的软件资源都是组件的组成部分。2嵌入式系统组件架构根据IEEE的定义，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置”，从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体。另外由于嵌入式系统涉及的领域很广，各个不同领域的应用往往差别很大。因此不同领域应该针对本领域特定应用来开发组件，应用组件构建自己的应用系统。开发出来的组件可以在本领域的不同型号产品间广泛重用。本文选取温度控制器作为应用对象来进行说明基于组件的嵌入式软件开发方法。所谓的温度控制器

7、简单来说就是在暖通系统中通过控制压缩机的开关来达到精确控制温度的装置。具体来说，温度控制器定期测量环境温度，通过其温度算法将环境温度和该时间段的设定温度进行对比决定何时应开启或关闭压缩机使环境温度能迅速而平缓的达到设定温度而又不会产生温度的过冲，始终给用户舒适的感受。用户在任何时候也可对实时时钟和各个不同的时间段的温度设置点进行编辑或设定，并使其应用到温度算法中。另外点式或段式显示屏可以给用户显示环境温度、设定温度、时钟信息、电源状态等信息。组件是软件系统中具有相对独立功能的软件实体，合理的划分组件，有利于组

8、件的复用和实现，以及系统的配置管理。组件粒度越大，其复用程度就越高，但实现和理解组件就相对困难，重用难度加大；粒度越小，组件越易于复用，但管理组件等代价将增大，甚至大于复用带来的好处。划分组件时应从功能模块的完整性、高内聚和低耦合性等方面出发。依据重用原则、闭包原则、单人组件原则、消息传递原则[3],将通用温控器组件划分如图1所示（虚线框内为可重用组件）。3嵌入式组件接口设计组件划分后需要进行接口设