嵌入式系统内的uml状态机和框架技术分析

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 嵌入式系统内的 UML 状态机和框架 技术分析 摘要：将 UML 状态机以及框架 技术应用到嵌入式系统当中，不仅可以 提高系统的开发效率，同时还可以确保 系统运行的可靠性。与传统的有限状态 机相比，UML 状态机描述出来的嵌入 式系统体现出了图形可视、逻辑通顺以 及结构清晰等特征。本文以 Quantum Platform 框架为例，展开了嵌入式系统 的相关应用分析。 中国论文网 /8/view-12890596.htm 关键词：嵌入式系统；UML 状 态机；框架技术 中图分类号：TP311 文献标识码： A 文章编号： 1007-9416（2017）02- -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 0179-01 由于科学技术的快速发展，嵌入 式系统的研发有了很大的进步，不仅将 UML 状态机融入到其中，而且在研发 中还融入了框架技术1。然而这些技术 都是在前人取得的成果基础上进行改进 而获取，如何将其更好的应用到嵌入式 系统开发中，成为了该领域研究人员的 主要研究内容，本文针对这一问题展开 了相关分析。 1 UML 状态机在嵌入式系统中的 应用分析 在运用 UML 状态机进行嵌入式 系统开发时，通常情况下采用事件驱动 型设计，该类设计系统也可以称作 Reactive Systems2。系统在运行的过程 中，大部分时间处于等待状态，当外部 某一个数据包、鼠标击键、时间片、按 键等事件发生时，才会转为识别状态， 同时系统会按照预设行为做出相应的响 应，当事件处理完毕以后会立即返回至 等待状态。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 这种新型的嵌入式系统与传统系 统在开发编程思维方法存在很大的差异， 在等待事件来临时不需要占据系统资源， 如果有事件发生，在很短的时间内就会 做出相应识别与响应处理，当所有事件 处理完毕以后，重新回到等待状态3。 该系统处理事件不会受到时间以及时序 的限制，在短时间内可以对多种并行事 件做出响应。 该系统在事件进行处理时，主要 具有以下 3 个方面的特征：（1）事件 驱动型嵌入式系统主要包括两个方面的 应用，其中一方面应用于所有特定事件 的处理，另一方面用于上层事件驱动基 本框架的处理，其中包括全部事件的申 请、定义、分发以及管理等。 （2）该系 统的逻辑控制实现的依据为上层事件驱 动基本框架，从事件处理应用的角度来 对系统进行分析可知，该系统实现了反 逻辑控制，也就是说该系统只对一些特 定响应做出处理，而调度控制主要由基 础框架来负责。 （3）完成事件处理应用 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 以后，需要释放控制权，其指针以及内 部堆栈变量都没有办法被外部获取。此 时可以利用 UML 状态机的实体来对这 些信息以及变量进行相应的维护操作， 其中处理应用的事件可以是一个，也可 以是多个。 2 框架技术在嵌入式系统中的应 用分析 本文主要针对 Quantum Platform 框架的嵌入式系统应用展开分析。该框 架作为一个轻量级的事件驱动应用框架， 有助于状态机应用模型的研发，其中该 模型主要利用面向对象来设计，不仅可 以支持 RTOS 应用，而且还能够支持大 部分处理器的应用，目前很多领域都在 使用这种嵌入式开发系统。 Quantum Platform 的组件主要由 5 部分组成：（1）QEP 作为嵌入式系 统中的事件处理机制，主要用来调度 UML 状态机；（2）QF 在 QEP 的基础 上，主要用于事件驱动应用框架功能的 实现；（3）Kernel 是一种自带轻量级 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 的应用框架，可以为传统的 OS/RTOS/Kernel 提供相应的支持； （4）QS 起到一定的辅助作用，主要用 来协助调试跟踪软件的正常运行； （5）除了上述四种组件以外，该框架 还包括 Porting 以及 BSP 文件，同时为 所有种类的主流硬件平台提供了相应的 移植范例。 为了对框架技术在嵌入式系统中 的应用进行更加深入的分析，笔者在其 基础上提出了一种新型框架结构，该框 架的注册名为 QPnanoTM，属于一种轻 量级框架，主要应用于 UML 状态机的 ROM 以及 RAM 中，其中涉及的单片 机主要有 AVR、8501、MSP430 等，对 应的位数可以是 8 位，也可以是 16 位。 实践证明，该系统有助于 UML 状态机图形化建模，不仅如此，该系统 还可以为 QF 框架以及对应生成的代码 体统技术方面的支持，除此之外，内嵌 QS 模块的调试与跟踪都需要利用该系 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 统来实现，而且 QK 组件的运行也离不 开该系统。这样一种开发方式不仅有助 于系统功能的分析，同时还有助于软件 与硬件的协同开发， 为开发平台提供 了相应的移植文件，从而在一定程度上 减少了开发工作量。 除此之外，该框架采用的制度为 双授权制度，不仅能够为 GPL V2 提供 相应的授权，同r 还能够为商业提供 相应的授权，这样有助于代码的编写， 而且还为商业用户的开发应用提供了便 利条件。 3 结语 由于计算机技术发展迅速，加大 了系统开发的复杂度，所有系统的开发 都需要分工合作与复用，嵌入式系统的 开发也是如此。目前嵌入式开发系统在 软件开发复用方面的技术比较落后，大 部分开发人员的知识