嵌入式开发之常见的嵌入式系统软件设计架构

嵌入式系统软件设计架构需兼顾硬件资源限制、实时性要求和功能扩展性，以下是几种常见架构及其特点、应用场景和优缺点分析：

一、分层架构（Layered Architecture）

核心思想

将系统按功能划分为多个独立层次，每层仅依赖下层服务，上层对下层透明。

典型分层

1. 硬件抽象层（HAL）：封装底层硬件操作（如 GPIO、ADC、SPI）。
2. 板级支持包（BSP）：初始化硬件平台（时钟、外设）。
3. 操作系统层（OS）：提供任务调度、内存管理等服务（如 FreeRTOS、Linux）。
4. 中间件层：实现通信协议（如 MQTT）、文件系统等通用功能。
5. 应用层：实现具体业务逻辑（如温控、人机交互）。

应用案例

• 嵌入式焊接台、智能家居网关、工业 PLC 控制器。

优缺点

• 优点：层间解耦易维护，便于移植到不同硬件平台。
• 缺点：分层过细可能增加通信开销，实时性要求高的场景需优化层间交互。

二、模块化架构（Modul