嵌入式软件解耦

最新推荐文章于 2025-12-06 13:32:24 发布

原创最新推荐文章于 2025-12-06 13:32:24 发布 · 250 阅读

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#设计模式

谈软件解耦的优点的文章很多，但很少提到具体的实现方法。嵌入式软件开发解耦的总体思路，先分层再解耦子模块，但水平有限，不足之处在所难免。

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嵌入式软件从架构分层到模块解构

硬核科技

07-17

418

首先提出分层架构原则，将系统划分为应用层、中间件层、RTOS层、硬件抽象层和驱动层，并强调层间接口规范。重点介绍了三种核心解耦策略：事件驱动模式、管道-过滤器模式和依赖注入，通过函数指针和结构体模拟接口实现松耦合。同时分析了条件编译、回调函数等常规方法，并讨论了裸机环境下的特殊考量。最后指出良好的解耦设计需要结合架构、模式、文档和版本管理，是提升嵌入式软件可维护性、可扩展性的关键。

解耦嵌入式系统中的Executor类

PixelPusher的博客

09-12

174

在嵌入式系统开发中，使用Executor类可以有效解耦系统组件，提高代码的可维护性、可测试性和可扩展性。通过创建Executor类及其相关任务类，将任务委托给Executor对象来执行，可以降低组件之间的耦合度，使它们能够独立测试和扩展。在上面的代码中，我们通过创建具体的Executor对象，将任务对象传递给它，并调用execute()函数来执行任务。解耦性：通过将任务委托给Executor对象，发送者和执行者之间的耦合度降低，每个组件可以独立地进行测试和扩展。解耦嵌入式系统中的Executor类。

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解耦设计

03-15

729

一般设计设计现在，构架设计设计未来。设计未来一个很重要的考量要素就是“解耦”设计。直观理解“解耦”，就是我可以替换某个模块，对原来系统的功能不造成影响。比如Windows 95, 98, 2000, 7, 8, 10都可以直接运行在兼容PC上。反过来，奔腾，奔腾II，Core做出来的不同硬件，都可以跑Windows。在构架设计中，解耦是一种成本很高的设计，因为比如说你本来点亮一个LED灯，是可以这

嵌入式软件架构漫谈

Hugh__Wu的博客

06-19

2034

软件架构的意义在于提高开发效率和代码可维护性、可扩展性。刚好最近需要用到裸机开发，在此自我总结一下经验和见解。如有错误，欢迎评论区指出。；好理解，可以看一下一个基于RTOS的软件架构：其作用在于后期的移植和排查只需要关注某一层级即可，比如更换芯片，那只需要修改驱动层即可；更换RTOS，那只需修改OS抽象层即可；按键任务控制LED任务功能失效，那就按照层级逐层排查（OS层的消息同步是否有问题？LED的亮灭驱动层是否有问题？）即可。软件上的实现其实就是把函数尽量封装成抽象的接口。

嵌入式软件开发之模块消息交互（八）

大橙子的博客

01-12

2345

1、前言在熟悉 嵌入式软件开发之程序架构(一)、嵌入式软件开发之程序分层(二)和嵌入式软件开发之模块化程序设计(三) 三篇关于软件架构、分层和模块设计后，除了嵌入式软件开发之上下层函数调用（七）中出现的情况外，还会遇到同层模块之前如何进行消息交互，通常是应用层之间。比如一个设备通过架构设计包含人机交互应用层模块（一般会调用按键和显示屏等功能驱动模块）和通信应用层模块（一般调用串口、CAN和网络ESP8266等功能驱动模块），两个同层之间的模块如果需要互传数据，一般都...

减少代码模块之间的纠葛——解耦

我的天空我的梦

04-12

3833

谈谈如何代码解耦

嵌入式软件的解耦

strongerHuang

09-09

181

将系统分解为多个独立的组件，每个组件负责执行特定的数据转换或处理任务，可以灵活地相互结合，并通过“管道”将这些组件串联起来，形成一个完整的工作流程。即使是资源受限的单片机裸机系统，采用大循环体架构，或者中断-循环前后台（中断处理紧急事务，主循环处理常规任务）架构，也尽量划分至少两层，即保留硬件抽象层和业务层。一个复杂模块，明确拆分外部输入，内部执行，结果输出三部分，再合理的与其它模块对接，尽量保证对外接口简单稳定，外部无需过多关注内部实现，这是实现软件解耦的基本规则。

一种全新的在嵌入式设备上解耦前后端的方式

Crank_Storyboard的博客

12-15

526

本文内容节选自“如何在嵌入式设备上解耦前后端”网络研讨会，如您对Storyboard是如何在嵌入式设备上解耦前后端的内容感兴趣，欢迎阅读文章获取完整版视频（时长1小时）

嵌入式软件模块解耦

qq_37999850的博客

11-18

211

嵌入式软件模块解耦是提升系统可维护性和扩展性的关键技术。该文阐述了三种核心解耦方法：1）接口抽象，通过定义抽象接口隔离功能声明与实现；2）事件驱动，采用发布-订阅模式实现模块间通信；3）分层架构，按职责划分系统层级并规范调用关系。文中结合代码示例展示了如何应用这些方法，并特别强调了在资源受限的嵌入式环境中实施解耦时的特殊考量，包括内存优化、实时性保证等。通过合理运用这些解耦技术，可以有效降低模块间耦合度，提高代码复用性和系统可测试性。

嵌入式编程上下文切换及完美解耦的一种方法

08-11

1409

上下文快速切换 - cpost应用我们通常认为，在中断中，不能执行耗时的操作，否则会影响系统的稳定性，尤其对于嵌入式编程。对于带操作系统的程序而言，可以通过操作系统的调度，将中断处理分成两...

谈嵌入式软件分层设计

wenxiHuang的博客

01-01

3693

谈嵌入式软件分层设计与实现当我们着手做一件任何一件事情之前，先问自己几个问题：为什么要做这件事？做了能带来哪些好处？不做的后果是什么？现在有比较好的工具支持吗？通过什么方法做的更好？ 1.为什么要对嵌入式软件代码进行分层设计？在大型的互联网软件中都会对软件代码进行分层设计，甚至引入了许多的设计模式的概念。但是在嵌入式软件开发中对这方面的就显得欠缺了许多，大部分的软件工程师人就停留在软件功能的

嵌入式软件分层

阁

07-09

4638

首先需要说明为什么要分层？这样做会有什么好处？解耦：通过代码分层实现“高内聚”和“低耦合”，每个层、模块间在功能上独立扩展性/可维护性强：因为各层及模块间功能相互独立，没有严格依赖关系，所以它的扩展性/可维护性比较强移植性：每一层都实现指定功能，与其他模块通过指定接口建立联系，所以移植起来比较方便问题简单化：通过功能逐步细化，可以把复杂的功能简单化，简化代码

23种设计模式-16中介者模式

不开心就吃辣

12-03

829

本文介绍了中介者模式（Mediator Pattern），这是一种行为设计模式，通过中介对象封装一组对象的交互，减少对象间的直接依赖，提高代码的可扩展性和可维护性。文章分析了适用场景（对象交互复杂、逻辑分散、需提高复用性），详细说明了模式结构（中介者接口、具体中介者、同事类），并提供了Java实现的聊天应用示例代码。该模式类似于现实中的中介角色，能有效处理对象间交互，适用于需要解耦复杂对象关系的场景。

C++ 设计模式之观察者模式详细介绍

XiaoBinbest的博客

12-02

758

抽象接口是解耦的核心，确保被观察者和观察者仅依赖抽象，不依赖具体实现。

23种设计模式-17备忘录模式

不开心就吃辣

12-04

558

简化发起人实体类(Originator）职责，隔离状态存储与获取，实现了信息的封装，客户端无需关心状态的保存细节；提供回滚功能消耗资源：如果需要保存的状态过多 Memento 类过大时，每一次保存都会消耗很多内存。

Pimpl（Pointer to Implementation）设计模式详解

最新发布

2301_80355452的博客

12-06

624

cpp// 传统方式 - MyClass.hpublic:MyClass();private:// 私有数据成员// 需要包含<vector>// 需要包含<map>// 需要包含第三方头文件// ... 更多实现细节问题编译依赖：任何包含MyClass.h的文件都会间接包含所有依赖的头文件编译时间长：修改私有成员会导致所有包含此头文件的文件重新编译暴露实现细节：用户能看到私有成员，违反了封装原则。

从装饰者到桥接再到工厂：模式组合的艺术

m0_72755177的博客

12-02

812

装饰者就像套娃，每个娃娃外表看起来都一样，但大娃娃里面套着小娃娃。：桥接模式让两个维度"门当户对、平等合作"，而不是一个依附另一个。// 正确的：“目前有3种配料，用简单方案，等真有10种时再重构”有些维度应该平等相处。：设计一个游戏角色系统，有职业（战士、法师）和装备（剑、法杖）传统继承需要：红圆、蓝圆、红方、蓝方 → 4个类。装备不是"装饰"职业，装备可以独立存在。装饰者模式说："别急，我们来玩俄罗斯套娃！// 第二版：发现需要加配料 → 引入装饰者。5种配料（糖、奶、奶油、焦糖、肉桂）

设计模式 - 命令模式

xiaohaha123258的博客

12-05

579

四大角色Command（命令）：定义执行操作的接口ConcreteCommand（具体命令）：绑定接收者和动作Invoker（调用者）：请求的发送者Receiver（接收者）：知道如何执行操作三大优势✅解耦：调用者与接收者完全独立✅可扩展：新命令很容易添加✅支持高级功能：撤销、重做、队列、日志等需要将操作参数化的场景需要支持撤销/重做、事务处理的场景。

23种设计模式-14迭代器模式

不开心就吃辣

12-02

553

相信小伙伴们看到客户端在使用 iterator 对象遍历时就很有感触了。总之，当你需要遍历一个集合对象，但不想暴露其内部结构，或者希望提供多种遍历方式、统一遍历接口时，就可以使用迭代器模式。

嵌入式软件参数管理解耦分层

04-25

<think>嗯，用户的问题是关于嵌入式软件中参数管理的解耦与分层设计方法，以及相关的设计模式和最佳实践。我需要先理解这些概念，然后组织一个结构清晰的回答。首先，参数管理在嵌入式系统中确实很重要，因为它涉及到配置数据、校准值等的存储和访问。解耦和分层设计可以帮助提高代码的可维护性和可扩展性。我应该先解释解耦和分层的必要性，然后具体的设计方法。比如，分层可能包括存储层、抽象层和应用层。每个层的作用需要明确，存储层处理具体的存储介质，抽象层提供统一接口，应用层处理业务逻辑。解耦的方法可能涉及接口隔离、依赖注入、事件驱动等设计模式。还需要考虑最佳实践，比如使用标准化数据格式、版本管理、容错机制等。同时，结合用户提到的引用内容，强调动态权衡和量化评估的重要性，避免过度设计。可能还要提到如何通过工具监控代码复杂度，确保分层不会引入不必要的复杂性。用户可能希望了解具体的实现例子，所以给出伪代码或结构示例会更好。此外，相关问题可以引导用户深入探讨性能优化、实时性要求、加密存储等实际应用中的问题。需要确保回答符合格式要求，使用中文，行内公式用$...$，独立公式用$$...$$，并正确引用给定的参考资料。还要生成相关问题，帮助用户进一步探索主题。最后，检查LaTeX语法是否正确，结构是否清晰，没有使用Markdown格式，符合用户的系统级指令。</think>### 嵌入式软件参数管理的解耦与分层设计方法 #### 一、解耦与分层的必要性在嵌入式系统中，参数管理需要实现**存储介质无关性**、**业务逻辑隔离性**和**访问接口标准化**。通过分层设计，可将参数存储（如EEPROM/Flash）、数据编解码、校验算法等模块解耦，降低模块间耦合度。例如，当更换存储芯片时，仅需修改存储驱动层，无需影响上层业务逻辑[^1]。 #### 二、典型分层架构设计 1. **存储层（硬件适配层）** 负责与物理存储介质的直接交互，实现： $$ \text{Read/Write}(address, buffer, size) \rightarrow \text{Status} $$ 示例伪代码： ```c typedef struct { int (*read)(uint32_t addr, uint8_t *buf, size_t len); int (*write)(uint32_t addr, const uint8_t *buf, size_t len); } StorageOps; ``` 2. **抽象层（数据管理层）** 提供统一参数访问接口，包含： - 参数ID到存储地址的映射 - 数据序列化/反序列化（如TLV编码） - CRC校验算法集成示例数据结构： ```c typedef struct { uint16_t param_id; uint32_t storage_addr; size_t data_size; ParamType type; } ParamDescriptor; ``` 3. **应用层（业务接口层）** 实现业务相关的参数操作： ```c int set_motor_speed(uint16_t speed) { return param_write(MOTOR_SPEED_ID, &speed, sizeof(speed)); } ``` #### 三、关键解耦技术 1. **接口隔离原则** 通过函数指针表封装硬件依赖： ```c typedef struct { StorageOps *storage; // 存储操作接口 ParamDescriptor *map; // 参数映射表 CrcCalculator crc; // 校验算法 } ParamManager; ``` 2. **依赖注入模式** 在初始化阶段注入具体实现： ```c void param_manager_init(ParamManager *mgr, StorageOps *ops, ParamDescriptor *desc) { mgr->storage = ops; mgr->map = desc; } ``` 3. **事件驱动机制** 使用观察者模式实现参数变更通知： ```c typedef void (*ParamChangeCallback)(uint16_t param_id); void register_param_callback(uint16_t id, ParamChangeCallback cb); ``` #### 四、最佳实践建议 1. **数据标准化** 采用$TLV$（Type-Length-Value）格式存储参数，提升可扩展性： ``` 0x01 | 0x0004 | 0x000003E8 // 类型1(整型),长度4字节,值1000 ``` 2. **版本容错设计** 在参数头信息中增加版本号字段： ```c #pragma pack(1) typedef struct { uint16_t version; // 数据结构版本 uint32_t crc32; // 数据校验值 uint8_t data[]; // 有效载荷 } ParamPacket; ``` 3. **运行时验证机制** 通过内存镜像对比确保数据一致性： ```c bool validate_parameters(const ParamManager *mgr) { uint8_t ram_copy[MAX_PARAM_SIZE]; mgr->storage->read(0, ram_copy, sizeof(ram_copy)); return memcmp(ram_copy, param_cache, sizeof(ram_copy)) == 0; } ``` #### 五、性能平衡策略根据项目阶段动态调整架构复杂度（如引用[1]所述）： - **原型阶段**：采用扁平化设计，直接映射参数到固定存储地址 - **量产阶段**：启用完整分层架构，增加数据加密、磨损均衡等特性 - 使用$McCabe$圈复杂度指标控制接口抽象度，建议保持单个函数复杂度<10[^1]