[发明专利]一种模块化嵌入式软件架构及其定制方法、定制系统

说明书

本申请实施例的公开了一种模块化嵌入式软件架构及其定制方法、定制系统，应用于嵌入式设备，通过所述操作系统适配层构建在操作系统之上，用于向所述核心模块服务层提供服务接口；所述核心模块服务层构建在所述操作系统适配层之上，用于管理所述应用功能模块层的不同模块的生命周期、并提供所述应用功能模块层的不同模块之间的通信，其中，所述应用功能模块层构建在核心模块服务层之上，能够解决目前嵌入式软件架构对软件模块执行特性支持不充分、软件定制不方便等技术问题，实现支持多种功能模块的运行方式以及方便用户根据嵌入式设备的功能模块运行方式的特点选择不同的功能模块实现方式以得到更适合的软件实现。

技术领域

本发明涉及一种嵌入式软件技术领域，特别涉及一种模块化嵌入式软件架构及其定制方法、定制系统。

背景技术

随着移动嵌入式设备CPU(中央处理器)芯片处理能力不断的提高以及应用场景的增多，嵌入式设备上运行的应用程序需要能够满足多样的需求。然而，嵌入式设备种类繁多、软硬件环境自成体系、规范和标准不统一等特点，造成开发和部署成本高，因此，开发具有可扩展、可重用、可移植的嵌入式软件是十分有必要的。

早期的嵌入式软件基于特定的需求和操作系统开发，虽然能够充分发挥操作系统的性能，但是嵌入式软件对操作系统和底层硬件的依赖性大，开发人员不仅需要了解大量的底层软硬件知识，而且嵌入式软件代码的可移植性差。

为了满足嵌入式代码能够方便的移植到不同的操作系统，一种方式是通过提取中间层提高嵌入式软件代码的共享程度，CN103150162B介绍了一种在软件模块和操作系统适配层之间提供一个模块管理与调度的中间层，将各个模块之间通信和模块调度接管过来，将模块做成组件独立出来，降低模块之间的耦合；另一种方式是通过提供开发平台，例如CN102779047B提出了一种嵌入式软件支撑平台，中间件技术和虚拟机原理，通过统一的操作系统适配实现系统屏蔽，通过构建公共模块为上层应用程序提供支撑功能。通过使用提取中间层和提供开发平台的技术尽管提升了嵌入式软件的可移植性和开发效率，但是仅仅支持上层应用的单一方式执行，缺乏针对不同应用执行的特点提供差异化的支持。

为提供嵌入式软件的可扩展和可重用，一种较常用的技术是微内核插件化架构技术，这种架构技术基于插件实现应用的业务逻辑，解耦组件之间的关系，当运行一个应用程序时，只需把选定的系统服务加载到系统中即可。该架构技术有比较成熟的实现，例如基于Java语言的eclipse架构；CN102141922B提出了一种在C++语言环境中建立的标准化插件系统，通过微内核依据插件资源配置文件加载所需插件，并在插件资源配置文件判断插件不是最新版本时进行插件获取并更新；CN103092645B提供了一种基于微内核技术的地理空间信息应用系统的实现方法，通过将功能服务分解为原子粒度的功能模块，以微内核技术构建资源加载管理器，从而实现高效的、可扩展的地理空间应用系统。另一种技术是组件化技术，例如标准的面向对象应用程序体系规范CORBA，该体系结构解决分布式处理环境中，硬件和软件系统互连的一种解决方案，软件由组件组成，并通过组件间相互通信实现软件功能，但是面向过程如C应用则不符合。但是，微内核插件化架构技术和组件化技术仅通过进程间通信技术实现组件间交互，不适用于资源受限的嵌入式设备，并且各组件的运行方式已定，用户不能够根据具体应用进行调整提高系统的性能；

为了方便用户的配置和使用，一些研究者也提出了一些软件配置方法，包括：(1)软件设计为可配置的，用户手动配置并编译，系统配置将不同功能、版本的构件选装成满足需要的软件，最终通过编译链接生成系统可执行映像，例如采用直接修改Makefile文件的方式，但这种方式操作复杂，对用户技术背景要求高，并且调整软件部分功能需要完全重新编译整个软件；(2)用户通过执行一些命令达到软件功能模块的替换与更新，但这种方式需要用户输入繁琐的命令才能完成安装、卸载功能，不方便用户记忆与操作；(3)软件功能以插件的方式提供，用户通过可视化界面选择部分需要的功能模块然后自动定制，此方案虽然降低了用户的记忆需要，但是需要用户对定制软件需要的功能有较清晰的认识，并且在定制软件包含模块数量过多的时候可能造成定制软件功能不完善，影响软件正常运行。