嵌入式组件技术的研究及应用

的预测和优化。所以组件的形式不应该再使用通用组件中的二进制可执行文件形式发布，而应该采用高级语言或更为抽象的建模语言(如UML)定义组件的形式，这样可以让组件在编译期或者在设计的早期就可以绑定链接，而不是像通用组件那样的迟绑定(Late Binding)。

2.3 大型嵌入式系统中的组件原则

随着嵌入式技术的不断发展，许多功能复杂的大型嵌入式系统也随之出现。对于这些系统硬件资源和实时性已经不是首要的考虑因素，如何有效控制系统复杂性和降低高昂的开发成本已成为最主要的问题。所以对于这样的大型嵌入式系统，通用组件几乎可以毫无障碍地在系统中发挥作用，极大地简化了开发难度，减少了开发工作量和开发周期。如微软的嵌入式系统Windows CE就是这项技术的成功应用，系统功能和应用功能完全以组件方式列出，开发人员只需要简单地添加和删除就能将一项复杂功能加入或移除系统镜像，并且支持功能强大的COM组件库，为应用程序的开发提供了非常便利的工具。当然，那些要求强实时的大型嵌入式系统也不应该使用通用组件技术，应该根据具体的系统特性使用精简版本来进行系统开发。

3面向嵌入式组件的系统开发过程

由以上分析可以看出，由于嵌入式系统的功能和性能要求，以及硬件资源限制和复杂性控制需求，适用于嵌入式软件系统的组件体现了接口定义约束、静态绑定和抽象语言的发布形式等特性。那么正是由于这些特性的存在，适用于通用组件的软件开发方法就不能直接应用于嵌入式软件开发过程，而需要一种适合于嵌入式组件特性的系统开发方法。下面介绍面向嵌入式组件的开发过程，它能够有效地利用和体现嵌入式组件的特性。

整个开发过程如图1所示。根据组成与分解、抽象与具体的两个基本开发思想建立了一个二维坐标系，横坐标为抽象与具体；纵坐标为分解与组合。两个坐标轴将整个开发空间分成了4部分，即建模过程的4个基本步骤：分解、实体化、组合、确认。

分解 整个开发过程从图1的左上角开始。黑色方框代表了最初的待实现系统，即开发人员经过需求分析所建立的系统模型。通过系统功能域的划分，将系统进行分解，在每一个功能域都包含了与该功能相关的所有逻辑组件。每一个逻辑组件再作为一个子系统递归地进行分解，直到组件达到了可重用组件的粒度。分解过程只是从抽象和逻辑角度决定组件的功能形式。

实体化 将具有最小粒度的不能再分解的逻辑组件进行实体化。由于这些逻辑组件已经具有了明确的功能或者直接就是已有的组件，所以可以很容易地将这些逻辑组件转化为实际组件，如图1中右下角的黑粗线方框所示。

组合 将重用的或者是将实现的实际组件，根据抽象模型，通过组件接口组合起来，该过程完全是分解的逆过程。如图2所示。

验证 对实体化以后再构建起来的系统与最初的待实现系统进行对比，利用组件的功能和约束特性预测整个系统的功能和性能，从而验证系统设计的正确性。

面向嵌入式组件开发的整个过程体现为一个树形结构，相当于一棵组件树。树的每一片叶子都代表一个组件，而每一个组件都可以视为一棵子树，递归地利用该开发过程。整个过程总是不断利用已有组件或者明确可实现的小粒度组件的组合对设计进行验证，由于组件接口和实现已经静态绑定，每一个组件在运行时的功能在设计期就能完全确定，这样能帮助开发人员在最早的时间内发现设计上的缺陷，及时对设汁进行修改。

4 结 语

如今，嵌入式系统已经被广泛地应用于生活的方方面面。CBD技术无疑会对嵌入式领域的发展起到重要的作用。这里通过深入分析通用组件的设计原则和嵌入式系统的特性要求，提出了适合于嵌入式系统的组件设计原则和开发方法，使组件技术的优点在嵌入式系统中得到了很好的体现，为CBD技术向嵌入式领域的转移提供了一种有效的途径。

当然，要使CBD技术得以在嵌入式系统中充分的利用，还有一些问题有待推进和解决。例如，目前还缺乏广泛使用的适合于嵌入式系统的组件技术标准，大多数的组件技术还不能够支持对嵌入式系统性能特性(如实时性)的定义和分析，并且应用于具有特定系统性能要求的嵌入式系统的组件组合方法和系统设计时的功能预测和验证手段都还有待于发展。此外，帮助嵌入式开发人员进行组件和系统建模、分析和验证的辅助工具还需要进一步的开发和引入。