嵌入式系统:迎接软、硬件整合设计时代的来临34907
最近几年来,数字家电、汽车电子、MP3、Smart Phone等跃居电脑产业的主流地位,由于数字整合的需求日益增长,嵌入式软件(Embedded Software)系统愈来愈复杂,牵扯到的接口愈来愈多,因而触发了对软、硬件整合设计(SW-HW Co-Design)的强烈需求。
根据软硬结合的趋势,嵌入式软件质量成为数字家电等商品成功的关键,软件组件设计及其架构(Architecture)规划技术逐渐成为业界关注的焦点。例如2006年春季,世界著名的麦肯锡(McKinsey)顾问公司针对汽车电子嵌入式软件质量的调查(Mckinsey On IT,Spring 2006)发现:
“Auto manufacturing is just one industry——albeit and high-profile case——where the potential of embedded software is being squandered and the weakness of current models for developing it has been exposed. If auto and other manufactures are to protect their reputation for quality, they and their suppliers will have to raise the quality of embedded software and make its development more productive while reducing time to market.”
(在汽车产业里,实在枉费了嵌入式软件的潜能,目前所遵循的古老开发方法,已经窘境百出。如果汽车产业想要维持其高质量声誉,他们必须提高嵌入式软件的质量、改采更有效的开发方法缩短上市时间。)
麦肯锡建议道:改进嵌入式软件开发方法,一方面提升质量,一方面缩短上市周期,才能维持汽车业的高质量声誉。
那么该从何处着手呢?麦肯锡建议道:
“Adopt a more mature software architecture. Good software architectures——the patterns or frameworks that underlie software design——are modular, with a well-organized system of layers, as well as libraries of code that allow developers to reuse components.”
(采取更成熟的软件架构。好的软件架构,包括软件设计模式和框架,是组件化的,层次分明的、而且有代码库让开发者共享组件。)
这意味着使用组件架构、设计模式(Design Pattern)、应用框架(Framework)来促进组件的重用(Reuse),是业者宜多强化之处。
全球的嵌入式系统约有75%是以C语言编写的。由于它常受到内存容量的限制以及反应速度的高度要求,一般只有C与Assembly能满足如此严格的需求限制。随着这股巨大的产业潮流和经济力量,至今,老当益壮的C语言仍然主导整个嵌入式系统发展的天下。
2004年,OMG推出UML 2.0,致力于推动MDA(Model-Driven Architecture)实时(Real-Time)系统开发的模式,以强化Real-Time(含Embedded )系统开发的设计与管理,并提升系统的质量。
因为UML是来自面向对象(Object-Oriented,简称OO)技术领域,通过OO能让C程序员更进一步地运用UML。由于 UML也能建立硬件系统的模式,愈来愈多的嵌入式系统公司借助UML建立软件与硬件的整合模式,统称为软硬整合设计(SW-HW Co-Design)。
在传统嵌入式系统开发上,大多采取软件与硬件分开设计的方式。这常常让软件设计者在内心里假定硬件设计是不变的,未能及早把硬件的可变性及可调换性考虑进去,导致软件无法应付硬件的快速更新,阻碍新产品及时上市,错失商机。
所以OMG大力推动MDA,促进软硬整合设计。让软件和硬件设计师共同合作一起思考整体架构(Architecture),软件设计者充分考虑硬件的可变性,以更好的设计模式(Pattern)支持硬件组件的可调换性。促进新产品及时上市,把握商机。当C与OO结合又与UML结合时,能形成一个完美的软、硬整合设计的发展平台,将是数码产品及产业成功的基础。 摘自《UML嵌入式设计》一书。
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