不能獨(dú)立開(kāi)發(fā)，是因?yàn)槟悴欢浖軜?gòu)

嵌入式軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)一般采用分層思想，稱(chēng)為“分層架構(gòu)”。

part1

一、什么是分層架構(gòu)？

分層架構(gòu)（Layered Architecture）是一種將系統(tǒng)分為互相隔離的層，每一層完成特定功能的設(shè)計(jì)方式。這種架構(gòu)有助于提高代碼的可管理性和可維護(hù)性。在嵌入式系統(tǒng)中，分層架構(gòu)常常如下劃分：

物理硬件層：這是系統(tǒng)最底層，包括微處理器、存儲(chǔ)設(shè)備、傳感器、執(zhí)行器等具體的物理硬件。

硬件抽象層（HAL）：提供一個(gè)與硬件通信的統(tǒng)一API，使上層軟件不用關(guān)心硬件的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。HAL定義了一組標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)或指令集，用于訪問(wèn)接口硬件。

低級(jí)驅(qū)動(dòng)層：包括直接與硬件組件如GPIO、ADC、UART等進(jìn)行通信的驅(qū)動(dòng)程序。這些驅(qū)動(dòng)封裝了對(duì)硬件的訪問(wèn)，供高級(jí)應(yīng)用使用。

操作系統(tǒng)層：如果嵌入式系統(tǒng)采用了操作系統(tǒng)（如Linux、RTOS等），則該層負(fù)責(zé)管理硬件資源、任務(wù)調(diào)度、內(nèi)存管理、設(shè)備管理等。

中間件層：提供一種抽象層，協(xié)助開(kāi)發(fā)者處理如通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、設(shè)備配置、系統(tǒng)服務(wù)等復(fù)雜的功能。

應(yīng)用層：該層包含用于執(zhí)行特定任務(wù)的應(yīng)用程序。它使用下層提供的服務(wù)，并通過(guò)用戶接口與用戶互動(dòng)。

part2

二、分層架構(gòu)有哪些實(shí)例？

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RT-Thread

02

華為LiteOS

03

基于STM32G474雙向DCDC數(shù)字電源項(xiàng)目

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【基于STM32G474的DCDC數(shù)字電源】項(xiàng)目詳情介紹

part3

三、為什么要使用分層架構(gòu)？

使用分層架構(gòu)主要是因?yàn)樗峁┝巳缦聨讉€(gè)重要的優(yōu)勢(shì)：

抽象性和解耦：分層架構(gòu)通過(guò)在硬件和應(yīng)用代碼之間提供抽象層，允許應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)者編寫(xiě)與特定硬件實(shí)現(xiàn)無(wú)關(guān)的代碼。這降低了各組件之間的耦合度，方便了軟件維護(hù)和升級(jí)。

可維護(hù)性和可測(cè)試性：分層架構(gòu)提高了代碼的可維護(hù)性，因?yàn)槊繉佣伎梢元?dú)立地開(kāi)發(fā)和測(cè)試，問(wèn)題定位也更為直接。

模塊化和重用性：嵌入式系統(tǒng)往往需要在不同產(chǎn)品或項(xiàng)目間重復(fù)使用某些模塊。分層架構(gòu)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)可以更容易地重用某層代碼，減少開(kāi)發(fā)工作量和成本。

跨平臺(tái)移植性：當(dāng)嵌入式系統(tǒng)需要移植到新的硬件平臺(tái)時(shí)，分層架構(gòu)使得只需要改動(dòng)硬件抽象層和設(shè)備驅(qū)動(dòng)層，而應(yīng)用層和中間件層可以不作或少作修改。

更好的協(xié)作：分層架構(gòu)使得工作可以在項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員間更高效地分工。例如，一些成員可以專(zhuān)注于底層驅(qū)動(dòng)，而其他人可以專(zhuān)注于業(yè)務(wù)邏輯和用戶界面。

安全性和隔離：通過(guò)在不同層之間設(shè)立防火墻，可以抵御系統(tǒng)級(jí)別的故障擴(kuò)散。若一層出現(xiàn)問(wèn)題，不會(huì)直接影響到其他層，這在安全關(guān)鍵的嵌入式系統(tǒng)中尤其重要。

簡(jiǎn)化復(fù)雜性：嵌入式系統(tǒng)往往需要處理許多低級(jí)硬件操作，將這些細(xì)節(jié)隱藏在底層可以簡(jiǎn)化上層的邏輯，使得開(kāi)發(fā)更為簡(jiǎn)單。

規(guī)范開(kāi)發(fā)流程：分層架構(gòu)通過(guò)對(duì)功能和責(zé)任的清晰劃分，幫助制定標(biāo)準(zhǔn)化的開(kāi)發(fā)流程，這使得項(xiàng)目更容易管理和跟蹤。