机载嵌入式软件的体系结构框架设计与应用研究.pdf

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1、June2014Vol.45No.2(serialNo.156)航空电子技术AVIONICSTECHNOLOGY机载嵌入式软件的体系结构框架设计与应用研究122闫明松，马晋，周磊（1.海军驻上海地区航空军事代表室上海200233;2.中国航空无线电电子研究所上海200241）[摘要]本文介绍了嵌入式软件体系结构框架设计的思路，将面向对象的设计模式应用到机载嵌入式系统软件设计中，以实现可重用的应用程序框架。框架的实现，将可为上层嵌入式系统应用程序的开发提供架构上的支撑。建立通用的应用程序框架，也为架构的重用打下了基础。

2、[关键词]体系结构；框架；嵌入式[中图分类号]TP319[文献标识码]A[DOI编码]10.3969/j.issn.1006-141X.2014.02.05[文章编号]1006-141X（2014）02-0018-06ResearchonEmbeddedSystemSoftware’sArchitectureFrameworksDesignandApplication122YANMing-song,MAJin,ZHOULei(1.AeronauticalMilitaryRepresentativeBureauResi

3、dentinShanghaiRegionforTheNavalForce,Shanghai200233,China;2.ChinaNationalAeronauticalRadioElectronicsResearchInstitute,Shanghai200241,China)Abstract:Thisarticleintroducesamethodofestablishingsoftwarearchitectureinembeddedsystem.OOdesignpatternisusedinthedevelop

4、mentofsoftware,whichmakesapplicationframeworksreusepossible.Theframeworkscansupporttheuplayerofapplicationdevelopment.Keywords:softwarearchitecture;frameworks;embeddedsystem行架构分层，因而在应用逻辑、IO资源、数据接口、1引言通信协议之间没有清晰的层次接口，软件内部耦合随着机载航电系统的发展，系统的需求迅速增度太高。当前软件体系结构对于未来适应综

5、合模块长,软件规模日益,扩大，专业领域细分也越来越成化航电IMA系统体系结构的能力不够，需要对其熟，软件体系结构设计和软件重用显得尤为重要。花大力气进行解耦重构。面对航空机载系统复杂度和规模的不断增加，软件的重用是提高软件可靠性和提高软件生系统的体系结构，即架构设计成为机载嵌入式系统产效率的重要途径。重用有两种方式：一种是使用软件开发人员关注的重要方面。由于系统架构的设函数库，另一种是应用框架。函数库能够实现诸如计处于系统生命周期的早期，一般不易更改，因此数学模型、物理模型、BIT等之类算法函数，这类对系统的整个生命

6、周期有着深远的影响。函数库已经在航电软件中得以实现。而框架是软件鉴于目前很多机载嵌入式软件尚未很好地进体系结构中基本固定的部分，属于体系结构的“基18载嵌入式软件的体系结构框架设计与应用研究闫明松等2014年6月第45卷第2期(总第156期)础设施”。框架的重用是软件体系结构重用的根本。了构造系统的基本构造块，还为实现特定功能定义机载嵌入式软件目前还缺乏比较好的体系结构模了可调整点。框架实现了架构的思想，内含了组件型，在软件框架也没有成熟的解决方案。在重用方的协作机制，所以架构的机制得以在不同的软件中面，由于大部

7、分机载嵌入式软件仍然采用面向过程重用，最主要的就是框架复用，因此设计一个通用的结构化开发方法实现，所以一般是采用函数库调的框架对于架构的重用有非常重要的意义。用的方式，并没有实现软件框架的功能。没有软件2.2框架的内涵框架的重用，自然也无法对软件体系结构实现有效在软件架构中框架与不同层之间的关系如图1的重用，开发效率不高。所示。框架作为软件体系结构分层后的重要软件方基础框架存在于操作系统之上，由软件供应商法已经使用了二十余年。第一个被广泛使用的是开发，具有操作系统文件系统支持、消息队列机制Smalltalk用户界面框

8、架，即MVC方法设计的框架。的组件支持等等，在VxWorks操作系统中已经被封之后出现了微软的MFC框架，Java应用的Spring装实现。应用程序框架则涉及某一领域的应用问框架，Hibernate框架、Web应用框架Struts，Android题。的应用程序框架等等，这些大都为面向对象编程语跨领域框架（CDF：Cross-DomainFram