本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種共享內(nèi)存的嵌入式軟件接口設(shè)計(jì)方法，能解耦應(yīng)用層軟件和硬件或外部總線之間的關(guān)系。

背景技術(shù)：

大部分的嵌入式軟件都過分依賴硬件，從而導(dǎo)致軟件的可移植性比較差。而對(duì)于嵌入式軟件來說，有一大部分的工作都是和硬件在進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，那么采取何種行之有效的方法，可以對(duì)嵌入式軟件的接口數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理，也就成了亟待解決的問題。

在嵌入式軟件中，應(yīng)用層軟件通常難以進(jìn)行項(xiàng)目之間的復(fù)用，原因是每個(gè)軟件項(xiàng)目接口部分都會(huì)不盡相同。如果將應(yīng)用層軟件和接口軟件交織在一起，則會(huì)發(fā)現(xiàn)每個(gè)項(xiàng)目都需要對(duì)軟件進(jìn)行大幅度的更改，尤其是和接口數(shù)據(jù)相關(guān)的部分。如果存在一種軟件接口的設(shè)計(jì)，將嵌入式應(yīng)用層軟件和硬件地址或總線進(jìn)行剝離，接口軟件專門負(fù)責(zé)和外設(shè)、硬件地址或總線數(shù)據(jù)交互，而應(yīng)用層軟件不再和硬件地址或總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，則在一定程度上可以解耦嵌入式應(yīng)用層軟件和硬件地址或總線之間的關(guān)系。

同時(shí)，對(duì)于嵌入式軟件而言，在應(yīng)用層軟件計(jì)算過程中，難免也會(huì)產(chǎn)生很多的中間變量，產(chǎn)生這些中間變量的應(yīng)用可能各不相同，從而數(shù)據(jù)的存放格式也會(huì)不盡相同。對(duì)于該部分中間變量的數(shù)據(jù)進(jìn)行存取，就會(huì)有很多種方式，這樣無疑增加了編程人員的工作難度。

圖1顯示的是原始的嵌入式應(yīng)用層軟件和硬件地址或總線數(shù)據(jù)的交互模式?？梢钥闯鰬?yīng)用層軟件需要和硬件設(shè)備或總線每周期進(jìn)行交互，不同的項(xiàng)目，就 會(huì)使得軟件的應(yīng)用層移植性較差，同時(shí)，不利于接口數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是，能夠?qū)崿F(xiàn)嵌入式應(yīng)用層軟件和硬件設(shè)備或外部總線之間解耦合，從而使得應(yīng)用層軟件不再和硬件地址或外部總線直接交互，進(jìn)一步提高應(yīng)用層軟件的可移植性。

綜合以上提出的問題，我們需要提出一種方法，在嵌入式軟件的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)用層軟件所需要和產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不再出現(xiàn)在應(yīng)用層里，而是專門去一個(gè)共享內(nèi)存數(shù)據(jù)字典池里存取，于此同時(shí)，共享內(nèi)存數(shù)據(jù)字典池的數(shù)據(jù)都統(tǒng)一管理，這樣一來就可以實(shí)現(xiàn)嵌入式應(yīng)用層軟件和硬件設(shè)備的接耦合，并提高編程效率。

本發(fā)明中的嵌入式軟件接口的設(shè)計(jì)方法，采用共享內(nèi)存數(shù)據(jù)字典池作為載體，并包括以下步驟：

步驟1.建立硬件地址或總線的數(shù)據(jù)和共享內(nèi)存數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)字典池的索引

共享內(nèi)存數(shù)組字典池的地址分配，將輸入/輸出硬件地址或總線數(shù)據(jù)分配到共享內(nèi)存數(shù)據(jù)字典池中的固定地址；對(duì)于輸入/輸出硬件地址或總線的數(shù)據(jù)，通過配置文件和共享內(nèi)存數(shù)據(jù)字典池建立對(duì)應(yīng)關(guān)系；該配置文件存放的是輸入/輸出硬件地址或總線的數(shù)據(jù)和共享內(nèi)存數(shù)據(jù)字典池中數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即數(shù)據(jù)索引，數(shù)據(jù)索引包括模擬量、離散量、整形、浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)的輸入/輸出索引；

步驟2.建立應(yīng)用層軟件的數(shù)據(jù)和共享內(nèi)存數(shù)據(jù)字典池的交互

應(yīng)用層軟件和共享內(nèi)存數(shù)據(jù)字典池通過函數(shù)或宏，實(shí)現(xiàn)交互數(shù)據(jù)的讀取或存放，并進(jìn)一步進(jìn)行計(jì)算。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：實(shí)現(xiàn)了嵌入式應(yīng)用層軟件和硬件地址或總線數(shù)據(jù)的解耦合，使用共享內(nèi)存數(shù)據(jù)字典池的方法，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，可 以進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的一致性，可以采用工具生成配置文件，從而提高程序設(shè)計(jì)人員的工作效率。

附圖說明

圖1是原始的嵌入式軟件接口數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)模式；

圖2是本發(fā)明的嵌入式軟件接口數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)模式；

圖3是本發(fā)明的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例模型。

具體實(shí)施方式

使用本發(fā)明時(shí)，首先需要建立一個(gè)共享內(nèi)存數(shù)據(jù)字典池，如圖2中，共享內(nèi)存數(shù)據(jù)字典池中包含了應(yīng)用層軟件所輸入輸出所需要的所有數(shù)據(jù)，還包括產(chǎn)生的中間變量。

接下來形成一個(gè)配置文件，該配置文件是將硬件地址或總線數(shù)據(jù)和共享內(nèi)存中定義的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)起來。這樣通過專用的數(shù)據(jù)接收方法，硬件地址或總線數(shù)據(jù)直接放入共享內(nèi)存中統(tǒng)一管理起來，這個(gè)步驟可以通過工具來實(shí)現(xiàn)。

接下來對(duì)于嵌入式應(yīng)用層軟件來說，與之交互的就只剩下共享內(nèi)存的數(shù)據(jù)了。共享內(nèi)存數(shù)據(jù)可以分成整形和浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)的整形和浮點(diǎn)型也都滿足對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而滿足應(yīng)用層軟件所需要的輸入輸出。

嵌入式應(yīng)用層軟件獲取自己需要的數(shù)據(jù)，運(yùn)算之后將運(yùn)算結(jié)果或產(chǎn)生的中間變量在一一放置在共享內(nèi)存中，需要輸出的數(shù)據(jù)則通過配置文件和硬件地址或總線進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸出。

完成以上步驟之后，就可以實(shí)現(xiàn)基于共享內(nèi)存的嵌入式軟件接口設(shè)計(jì)方法。

實(shí)施例

應(yīng)用場(chǎng)景如下：在基于DSP的伺服控制中，一個(gè)伺服的系統(tǒng)軟件可以控制 多個(gè)舵機(jī)(本例中控制兩個(gè)舵機(jī))。對(duì)于舵機(jī)的控制來說，首先需要舵機(jī)控制的數(shù)據(jù)，也就是舵機(jī)的相關(guān)信息，其次需要舵機(jī)的控制命令，最后將舵機(jī)控制的狀態(tài)再匯報(bào)給上位的系統(tǒng)。

對(duì)于伺服的軟件，采用基于共享內(nèi)存的方法進(jìn)行接口部分的設(shè)計(jì)，如圖3所示。首先建立共享內(nèi)存數(shù)據(jù)字典池。在該實(shí)例中，共享內(nèi)存的數(shù)據(jù)字典池包括兩部分，分別是整形的共享內(nèi)存數(shù)據(jù)字典池和浮點(diǎn)型的共享內(nèi)存數(shù)據(jù)字典池。對(duì)于定義好的共享內(nèi)存數(shù)據(jù)池，然后通過工具生成IO_Config文件，將FPGA或硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)地址和共享內(nèi)存數(shù)據(jù)池關(guān)聯(lián)起來，通過數(shù)據(jù)的采集就可以將FPGA或硬件設(shè)備上的數(shù)據(jù)放置到整形的共享內(nèi)存中去，然后將部分需要轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)型的數(shù)據(jù)進(jìn)行浮點(diǎn)型的轉(zhuǎn)化，存放在浮點(diǎn)型的共享內(nèi)存數(shù)據(jù)字典池中去，這樣就實(shí)現(xiàn)了共享內(nèi)存數(shù)據(jù)字典池和FPGA或硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)交互。

整形和浮點(diǎn)型的共享內(nèi)存數(shù)據(jù)池的內(nèi)容都包括舵機(jī)1、舵機(jī)2和系統(tǒng)相關(guān)的信息。對(duì)于伺服的應(yīng)用層軟件，直接從共享內(nèi)存的數(shù)據(jù)字典池中取數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，將最終的結(jié)果在重新填入共享內(nèi)存數(shù)據(jù)池中，從而通過配置文件輸出到FPGA或硬件設(shè)備中去，完成整個(gè)伺服軟件的輸入輸出過程。