Id-dar > Wirja > Il-kontenut

Arkitetturi ta 'softwer inkorporat

Mar 08, 2019

Hemm diversi tipi ta 'arkitettura ta' softwer f'użu komuni.


Linja ta 'kontroll sempliċi

F'dan id-disinn, is-software sempliċement ikollu linja. Il-linja ssejjaħ subroutini, li kull waħda minnhom tamministra parti mill-ħardwer jew is-software. Għalhekk hija msejħa linja ta 'kontroll sempliċi jew linja ta' kontroll.


Sistema kkontrollata minn interruzzjoni

Xi sistemi integrati huma fil-biċċa l-kbira kkontrollati minn interruzzjonijiet. Dan ifisser li l-kompiti mwettqa mis-sistema huma kkawżati minn tipi differenti ta 'avvenimenti; interruzzjoni tista 'tiġi ġġenerata, per eżempju, minn tajmer fi frekwenza definita minn qabel, jew minn kontrollur tal-port tas-serje li jirċievi byte.


Dawn it-tipi ta 'sistemi huma wżati jekk il-ġesturi ta' l-avvenimenti jeħtieġu latency baxxa, u l-ġesturi ta 'l-avvenimenti huma qosra u sempliċi. Normalment, dawn it-tipi ta 'sistemi jimxu biċċa xogħol sempliċi f'ċiklu prinċipali wkoll, iżda din il-biċċa xogħol mhix sensittiva ħafna għal dewmien mhux mistenni.


Xi kultant il-handler tal-interruzzjoni jżid kompiti itwal ma 'struttura ta' kju. Aktar tard, wara li l-handler tal-interruzzjoni jkun spiċċa, dawn il-kompiti jitwettqu mill-linja prinċipali. Dan il-metodu jġib is-sistema viċin għal qalba tal-multitasking bi proċessi diskreti.


Multitasking Koperattiv

Sistema ta 'multitasking mhux prepremptive hija simili ħafna għall-iskema ta' linja ta 'kontroll sempliċi, ħlief li l-linja hija moħbija fi API. Il-programmatur jiddefinixxi serje ta 'ħidmiet, u kull kompitu jġib l-ambjent tiegħu biex "jimxi" f'. Meta kompitu jkun wieqaf, isejjaħ rutina idle, ġeneralment imsejħa "nieqaf", "stenna", "rendiment", "nop" (stands għall-ebda operazzjoni), eċċ.


Il-vantaġġi u l-iżvantaġġi huma simili għal dawk tal-linja ta 'kontroll, ħlief li ż-żieda ta' softwer ġdid hija aktar faċli, billi sempliċement tikteb kompitu ġdid, jew iżżid mal-kju.


Multitasking preemptive jew multi-threading

F'din it-tip ta 'sistema, biċċa kodiċi ta' livell baxx taqleb bejn ħidmiet jew ħjut ibbażati fuq timer (imqabbad ma 'interruzzjoni). Dan huwa l-livell li bih is-sistema hija ġeneralment ikkunsidrata li għandha qalba ta '"sistema operattiva". Jiddependi fuq kemm hija meħtieġa funzjonalità, tintroduċi ftit jew wisq il-kumplessitajiet tal-ġestjoni ta 'kompiti multipli li joperaw b'mod kunċettwali b'mod parallel.


Billi kwalunkwe kodiċi jista 'potenzjalment jagħmel ħsara lid-data ta' kompitu ieħor (ħlief f'sistemi ikbar li jużaw MMU) il-programmi għandhom ikunu ddisinjati u ttestjati bir-reqqa, u l-aċċess għal data kondiviża għandu jkun ikkontrollat minn xi strateġija ta 'sinkronizzazzjoni, bħalma huma l-kjuwijiet tal-messaġġi, semafori jew mhux -imblukkar iskema ta 'sinkronizzazzjoni.


Minħabba dawn il-kumplessitajiet, huwa komuni għall-organizzazzjonijiet li jużaw sistema operattiva f'ħin reali (RTOS), li tippermetti lill-programmaturi tal-applikazzjoni jikkonċentraw fuq il-funzjonalità tal-apparat aktar milli fuq is-servizzi tas-sistema operattiva, għall-inqas għal sistemi kbar; sistemi iżgħar ħafna drabi ma jistgħux jaffordjaw l-ispejjeż ġenerali assoċjati ma 'sistema ġenerika ta' ħin reali, minħabba limitazzjonijiet fir-rigward tad-daqs tal-memorja, il-prestazzjoni, jew il-ħajja tal-batterija. L-għażla li RTOS hija meħtieġa ġġib il-kwistjonijiet tagħha stess, iżda, billi l-għażla trid issir qabel ma tibda l-proċess ta 'żvilupp ta' applikazzjoni. Dan iż-żmien iġiegħel lill-iżviluppaturi jagħżlu s-sistema operattiva inkorporata għall-apparat tagħhom ibbażata fuq ir-rekwiżiti attwali u għalhekk tirrestrinġi għażliet futuri fil-biċċa l-kbira. Ir-restrizzjoni ta 'għażliet futuri ssir aktar ta' kwistjoni hekk kif il-ħajja tal-prodott tonqos. Barra minn hekk il-livell ta 'kumplessità qed jikber kontinwament minħabba li l-mezzi huma meħtieġa biex jimmaniġġjaw varjabbli bħal serjali, USB, TCP / IP, Bluetooth, LAN bla wajers, radju trunk, kanali multipli, data u vuċi, grafika mtejba, stati multipli, ħjut multipli, bosta stenna stati u l-bqija. Dawn ix-xejriet qed iwasslu għall-adozzjoni ta 'middleware inkorporat flimkien ma' sistema operattiva f'ħin reali.


Mikrokernelli u exokernels

Mikro-qalba hija pass loġiku minn OS fil-ħin reali. L-arranġament tas-soltu huwa li l-qalba tas-sistema operattiva talloka l-memorja u taqleb is-CPU għal ħjut differenti ta 'eżekuzzjoni. Il-proċessi tal-modalità tal-utent jimplimentaw funzjonijiet maġġuri bħal sistemi ta 'fajls, interfaces tan-netwerk, eċċ.


B'mod ġenerali, il-mikro-qlub jirnexxu meta l-iswiċċjar tal-kompiti u l-komunikazzjoni bejn il-kompiti jkunu veloċi u jfallu meta jkunu bil-mod.


L-Exokernels jikkomunikaw b'mod effiċjenti permezz ta ’sejħiet normali ta’ subroutine. Il-hardware u s-softwer kollu fis-sistema huma disponibbli għal u estensibbli mill-programmaturi ta 'l-applikazzjoni.


Qlub monolitiċi

F'dan il-każ, qalba relattivament kbira b'kapaċitajiet sofistikati hija adattata biex tkun adattata għal ambjent integrat. Dan jagħti lill-programmaturi ambjent simili għal sistema operattiva tad-desktop bħal Linux jew Microsoft Windows, u għalhekk huwa produttiv ħafna għall-iżvilupp; min-naħa l-oħra, teħtieġ konsiderevolment aktar riżorsi ta 'ħardwer, ħafna drabi huwa iktar għali, u, minħabba l-kumplessità ta' dawn il-qlub, jista 'jkun inqas prevedibbli u affidabbli.


Eżempji komuni ta 'qlub monolitiċi integrati huma inkorporati Linux u Windows CE.


Minkejja l-ispiża miżjuda fil-ħardwer, din it-tip ta 'sistema inkorporata qed tiżdied fil-popolarità, speċjalment fuq apparat inkorporat aktar b'saħħtu bħal routers bla wajers u sistemi ta' navigazzjoni tal-GPS. Hawn xi wħud mir-raġunijiet:


Portijiet għal settijiet ta 'ċippi komuni integrati huma disponibbli.

Jippermettu l-użu mill-ġdid ta 'kodiċi disponibbli għall-pubbliku għas-sewwieqa tat-tagħmir, il-web servers, il-firewalls, u kodiċi ieħor.

Is-sistemi ta ’żvilupp jistgħu jibdew b’firxa wiesgħa ta’ karatteristiċi, u mbagħad id-distribuzzjoni tista ’tiġi kkonfigurata biex teskludi funzjonalità mhux meħtieġa, u tiffranka l-ispejjeż tal-memorja li tikkonsma.

Bosta inġiniera jemmnu li t-tħaddim tal-kodiċi tal-applikazzjoni fil-modalità tal-utent huwa iktar affidabbli u eħfef biex titqassam, biex b'hekk il-proċess ta 'żvilupp ikun aktar faċli u l-kodiċi jkun aktar portabbli. [Ċitazzjoni meħtieġa]

Karatteristiċi li jeħtieġu rispons aktar mgħaġġel milli jista 'jkun garantit ħafna drabi jistgħu jitqiegħdu fil-ħardwer.

Komponenti ta 'softwer addizzjonali

Minbarra s-sistema operattiva ċentrali, ħafna sistemi inkorporati għandhom komponenti addizzjonali tas-softwer tas-saff ta 'fuq. Dawn il-komponenti jikkonsistu f'munzelli ta 'protokolli ta' netwerking bħal CAN, TCP / IP, FTP, HTTP, u HTTPS, u inkludew ukoll kapaċitajiet ta 'ħażna bħal FAT u sistemi ta' ġestjoni ta 'memorja flash. Jekk l-apparat inkorporat ikollu kapaċitajiet awdjo u vidjo, allura s-sewwieqa u l-codecs xierqa jkunu preżenti fis-sistema. Fil-każ tal-qlub monolitiċi, ħafna minn dawn is-saffi tas-softwer huma inklużi. Fil-kategorija RTOS, id-disponibbiltà tal-komponenti tas-softwer addizzjonali tiddependi fuq l-offerta kummerċjali.


Arkitetturi speċifiċi għad-dominju

Fis-settur tal-karozzi, l-AUTOSAR hija arkitettura standard għal softwer inkorporat.