一、前言

小生做MCU方面的開發已經很多年了，記得當初開始做專案的時候，實現功能就是我的目標，基本不會關注其它方面，功能的實現已經夠讓我折騰的了，也沒有多少精力關注其它方面，後面慢慢對程式碼風格、編碼規範有一定的講究，有些程式碼看起來令人賞心悅目，而有些卻不忍直視，再後來發現有些功能模組在一個產品上做了，然後換一個平臺(mcu)後，又得調一遍，有些甚至調了一遍又一遍，多幾次之後真是煩躁，哲學上有句話叫"人不能兩次踏入同一條河流"，而我卻是一個坑踩了一次又一次，直到實在受不了了，我決定"再也不踩了"，於是，軟體框架設計思想慢慢浮現，從此，我一直基於軟體框架開發，分層設計，低耦合高內聚，一個模組在一個產品上開發了，在另一個產品上基本可以直接拿過去用，避免了重複造輪子，開發速度直線上升，並且後期維護也是輕鬆方便，從此達到了人生巔峰！現在留下些許記錄，當然有些也是參考了網友的！

二、為何要進行嵌入式軟體架構設計

1、如果沒有好的架構，移植將會是一件非常痛苦的事情。

2、如果沒有好的架構，複用是不存在的，至少不能最大限度的複用原有的程式碼。

3、如果沒有好的架構，一旦某處修改了，其它很多地方都要改，費時費力且很容易出錯。

4、如果沒有好的架構，與硬體相關的程式碼隨處可見，看著會很混亂，維護起來非常困難。

5、要做到嵌入式軟體邏輯清晰，避免重複造輪子，不斷迭代積累，需要有好的軟體架構。

三、如何進行嵌入式軟體架構設計

首先，說到架構，你會想到什麼？像建造一棟樓盤一樣，首先要打地基，並且地基要打的牢靠樓盤才能建的高，抗自然災害(地震、颱風等)抗風險能力才更強，然後鋼筋、水泥、預製板像堆積木一樣，一層一層的造起來…

目前很多優秀的軟體都是有框架的，像linux，android等，其框架都是非常清晰，層次化分明的，在其上開發也是需要了解其框架，也只有瞭解了其框架才能按其套路輕鬆的開發，因為了解了那些框架就相當於站在了巨人的肩膀上.

我們的嵌軟架構也類似房屋建造與積木搭建，也是基於這種分層與模組化的思想，上層是建立在下層的基礎之上，模組與模組之間相互獨立、互不影響，具體分為驅動層（也叫BSP層）, 模組層、邏輯層、應用層、加上各平臺的HAL層(硬體抽象層)共五層，另外一列是公共的庫、演演算法等檔案以及作業系統，俗稱"五橫一縱"！如下圖所示：

應用層：為程式的總體的執行框架，組織呼叫業務邏輯。可以用某種嵌入式作業系統(freeRTOS、rt-thread等)實現幾種任務 ，如定時任務，電機控制任務，故障監測任務，耗時處理任務等。

業務邏輯層：如畫圖處理，底盤運動處理，手臂運動處理，電池資訊處理，自動充電處理等。

功能模組層：可以封裝不同的功能模組。如gps模組，wifi模組，tof模組，藍芽模組等，向下呼叫驅動層介面，向上為應用接提供介面，模組之間儘量不要相互呼叫，做到低耦合，高內聚。

BSP層：也叫板級支援包層，由各個外設驅動組成，如gpio、timer，uart、iic、spi、dma、irq等外設的操作與控制，向上提供統一的介面。

HAL層(硬體抽象層)：這層包含的是原生的晶片廠家官方庫，像STM32標準/HAL庫，NXP官方庫、TI庫等

注：功能模組層之上可以增加一個應用介面層，提供公共的api介面供上層呼叫。這些介面也可由下層的功能模組開放出來，應用介面層負責彙總。(一個檔案就可以搞定，一般順帶放在業務邏輯層)

四、需要嚴格遵循的原則

1.每個模組提供出的介面要統一，後續只能增，不能改原來的介面(向後相容)。

2.模組與模組之間相互獨立，互不影響，不能相互呼叫，只能呼叫它下層的介面(高內聚低耦合)。

3.由模組構成層，層與層之間不能跨級呼叫。如在應用層中不能看到直接呼叫驅動層的程式碼。

4.模組中又可以繼續分層，如硬體層、驅動層、介面層。 方便後續模組硬體更換。
如果驅動變動了，或者換不同平臺了，只需更改驅動層，應用層不受影響。
如果功能模組變動了，只需升級功能模組，其他的模組不受影響，應用層也不受影響。