[电脑基础知识]二 嵌入式系统的体系结构1.ppt

描述 开发过程 特点 示例1 示例2　一个编辑器软件 示例2　续一 示例2　续二 示例2　续三 示例2　续四 基本编辑器 示例2　续五 —— 文档格式 示例2　续六 — 自定义文档格式 示例2　续七 — 增量1：多图片 示例2　续八 —— 增量2：预览 思考题 2.3.6 技术潮流 片上系统（SOC）　　并将构成未来实时控制系统的核心硬件组成部分 嵌入式构件　　 COTS组件　　开发出性价比高的优秀系统 Internet连接　　安全性的缺乏和不可预知的时域性能 高可靠系统　　容错，形式化方法 Petri 网发展过程 p：资源；t：变迁 3)经典方法 RTSA DARTs方法 JSD方法 基于事件、基于结构 RTSA模式 　　实时结构化分析（RTSA）（Hatley and Pribhai，1998；Ward，1986）是处理实时系统需要的结构化分析的扩展。扩展的目的是更精确地表现所开发系统的行为特征。在Ward/Mellor方法（Ward，1986）中，这主要通过状态转换图、事件流和通过控制变换结合状态转换图和数据流图来实现。 　　应用RTSA开发了规范后，下一步是为处理器分配转换，虽然为实现此目的的指导很少。然后运用结构化设计对分配在一给定的处理器上的转换进行模块结构化。 　　由于SD是一种程序设计方法，不能解决把一系统结构化为并发任务的问题。 DARTs方法 　　Gamaa，1984，1986，1989，一种源于传统的结构设计方法的实时系统设计方法，可被认为是RTSA和SD的扩展。 　　其中心主题是把系统结构化成并发任务和定义任务间接口的问题。 DARTs设计过程 需求分析　　分析数据流，确定主要功能； 划分进程　　根据数据流中的进程变迁标识划分进程：变迁是一个独立的进程，或与其他变迁组成一个进程； 进程间通信　　支持同步传输，有两种方式：消息通信和共享数据； JSD方法 　　一种基于进程模型的设计方法。 　　以事件为中心，一串事件的顺序组合构成进程。系统模型抽象成互相联系的进程。 　　一个JSD图包含了若干进程和这些进程间的连接网络。 JSD进程 　　有三种，即：输入进程、输出进程和内部进程。 　　进程间的连接有两种不同的方式：一种是通过存储的异步数据流连接；另一种是通过状态向量连接，一个状态向量连接允许一个进程无须与另一个进程通讯便可以看到这个进程的状态。 JSD设计过程 基准　　列出关心的对象实体和动作 进程　　确定对象的动态事件序列，即进程； 网络　　关联各进程； 功能　　加入功能函数； 时间　　加入时间因素； 实现　　用某种实现语言来实现系统原型。 方法比较 RTSASD　　通过应用控制转换和规范状态转换图表可与功能分解很好地结合，处理了系统行为方面的问题；但在任务结构和信息隐藏方面不足； DARTs　　通过引入应用任务结构化准则和定义任务接口来解决RTSAD在任务结构化方面的弱点，应用SD方法把过程化模块进行结构化；它引入了有限状态机；同样缺乏信息隐藏 JSD　　讨论了任务结构化问题，但并不支持信息隐藏或有限自动机的问题； 　　总的来说，每种方法实现一种或两种目标。然而，无一种方法能支持所有的目标；无一种方法能任意地处理实时系统的性能分析。 4)设计技巧 尽量简单 使用静态表 尽量减少动态性 恰当的任务数目 使用有限状态自动机辅助设计 面向对象设计 减少预留接口 尽量简单 不存在完善方法　　任何的设计都只能尽量好，不可能最优。 以成本为基准　　开发计划易实现，成本费用可控制，软件质量有保障 不能过于强调精简　　软件具有可读性、可移植性、易维护 常用模型和方法　　原型模型、增量模型、组件／构件方法 使用静态表 系统运行前，根据各任务的实时要求生成一张任务的运行时间表，指明各任务的起始运行时间以及运行长度 运行时间表生成后，在系统运行过程中不再变化 系统运行时，调度器只需根据这张表在指定的时刻启动相应的实时任务 减少动态性 特点决定　　嵌入式系统中，时间资源非常宝贵，往往需要以空间换时间 采用静态数据结构　　如静态数组 不能绝对禁止动态　　消息队列、资源丰富系统、动态更新 减少任务数 任务队列变长，任务调度管理复杂化，调度延迟增加，从而降低整个系统的实时性能 任务数目的增多，任务间通信几何级数增长，影响系统的实时性能 原则　　在实时性允许的范围内定义适当的任务数目 5)增量开发方法 开发过程 描述 示例 特点 　　融合了线性顺序模型的基本成分和原型模型的迭代 采用随日程时间的进展而交错的 线性序列 每个线性序列产生软件的一个可 发布增量 任何增量的处理流程均可结合进 原型规范 增量模型中，第一个增量往往是 系统（产品）的核心功能 对上一个增量的发布版