嵌入式软件分层的思想

一、分层的目的

??“高内聚，低耦合的思想”，表示在设计和开发软件系统时，应该使模块之间的关系更加紧密，同时避免模块之间的依赖性过于紧密，以便更好地实现系统的可维护性，可扩展性和可重用性

二、分层逻辑图

三、分层的架构图

四、分层的优缺点

• 优点
  • 易维护性：各层之间耦合度低，方便进行独立维护和修改。如果某一层发生故障，只需对该层进行修改，而不会影响到其他层。
  • 复用性：各层功能明确，可以独立地应用于不同的系统。例如，某一层的技术或算法经过验证后，可以在其他嵌入式系统中直接使用，无需从头开始开发。
  • 开放性：分层架构有利于标准化的实现。各层之间可以方便地进行替换和升级，提高了系统的可扩展性和可升级性。
  • 可移植性：由于各层相对独立，嵌入式系统可以方便地从一种硬件平台移植到另一种硬件平台，只需对相应层进行修改即可。
• 缺点
  • 开发成本高：需要开发更多的代码，增加了开发时间和成本。
  • 性能开销大：分层架构需要处理更多的层级和接口，可能导致性能开销增大。
  • 通信开销大：各层之间需要进行数据传输和通信，可能导致较大的通信开销。
  • 跨层调用复杂：在分层架构中，跨层调用需要经过多个层级，可能导致复杂的逻辑和额外的性能开销。

因此，在选择是否采用嵌入式分层架构时，需要根据具体的应用场景和需求进行权衡。如果系统规模较大、复杂度高、需要高可维护性和可扩展性，分层架构是一个不错的选择；但如果系统规模较小、复杂度低、对性能要求较高，可能会更适合采用非分层架

五、举例

我需要获取一个ds18B20的数据然后上传到阿里云,使用的是STM32

• 硬件层
  STM32的底层库函数
• HAL库
  就是使用STM32的底层库函数疯转一个方便上层调用的函数，比如GPIO的翻转，拉高，拉低等等。
• 驱动层
  使用HAL库写DS18B20的驱动
  4G的驱动
• 中间层
  这里面没有用到中间层，如果上了FreeRTOS实时操作系统的话，中间层就有FreeRTOS
• 逻辑层
  刚刚不是已经写好了传感器的驱动，限制逻辑层里面需要获取驱动的数据来操作。比如滤波，
• 应用层
  这边拿到的是最终的数据，就要通过4G上传到阿里云了。肯定要有定时器了，定时器到了，就可以上传数，那么就有上传失败成功的情况，
  这边的应用层就做两个事：一是拿到最终数据，二是定时器。定时器到了，把标志位传给逻辑层区处理。

六、 优化

如果需要响应度很快的话，那么最少有三层。HAL层，驱动层，应用层。这样的话，系统的开销就小了。

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