1. 前言 嵌入式是軟件設計領域的一個分支，它自身的諸多特點決定了系統架構師的選擇，同時它的一些問題又具有相當的通用性，可以推廣到其他的領域。 提起嵌入式軟件設計，傳統的印象是單片機，匯編，高度依賴硬件。傳統的嵌入式軟件開發者往往只關注實現功能本身，而忽視諸如代碼復用，數據和界面分離，可測試性等因素。從而導致嵌入式軟件的質量高度依賴開發者的水平，成敗系之一身。隨著嵌入式軟硬件的飛速發展，今天的嵌入式系統在功能，規模和復雜度各方面都有了極大的提升。比如，Marvell公司的PXA3xx系列的最高主頻已經達到800Mhz，內建USB,WIFI,2D圖形加速,32位DDR內存。在硬件上，今天的嵌入式系統已經達到甚至超過了數年前的PC平臺。在軟件方面，完善的操作系統已經成熟，比如Symbian, Linux, WinCE。基于完善的操作系統，諸如字處理，圖像，視頻，音頻，游戲，網頁瀏覽等各種應用程序層出不窮，其功能性和復雜度比諸PC軟件不遑多讓。原來多選用專用硬件和專用系統的一些商業設備公司也開始轉換思路，以出色而廉價的硬件和完善的操作系統為基礎，用軟件的方式代替以前使用專有硬件實現的功能，從而實現更低的成本和更高的可變更，可維護性。 2.決定架構的因素和架構的影響 架構不是一個孤立的技術的產物，它受多方面因素的影響。同時，一個架構又對軟件開發的諸多方面造成影響。 下面舉一個具體的例子。 摩托車的發動機在出廠前必須通過一系列的測試。在流水線上，發動機被送到每個工位上，由工人進行諸如轉速，噪音，振動???方面的測試。要求實現一個嵌入式設備，具備以下基本功能: 安裝在工位上，工人上班前開啟并登錄。 通過傳感器自動采集測試數據，并顯示在屏幕上。 記錄所有的測試結果，并提供統計功能。比如次品率。 如果你是這個設備的架構師，哪些問題是在設計架構的時候應該關注的呢？ 2.1. 常見的誤解 2.1.1. 小型的系統不需要架構 有相當多的嵌入式系統規模都較小，一般是為了某些特定的目的而設計的。受工程師認識，客戶規模和項目進度的影響，經常不做任何架構設計，直接以實現功能為目標進行編碼。這種行為表面上看滿足了進度，成本，功能各方面的需求，但是從長遠來看，在擴展和維護上付出的成本，要遠遠高于最初節約的成本。如果系統的最初開發者繼續留在組織內并負責這個項目，那么可能一切都會正常，一旦他離開，后續者因為對系統細節的理解不足，就可能引入更多的錯誤。要注意，嵌入式系統的變更成本要遠遠高于一般的軟件系統。好的軟件架構，可以從宏觀和微觀的不同層次上描述系統，并將各個部分隔離，從而使新特性的添加和后續維護變得相對簡單。 舉一個城鐵刷卡機的例子，這個例子在前面的課程中出現過。簡單的城鐵刷卡機只需要實現如下功能： 一個While循環足以實現這個系統，直接就可以開始編碼調試。但是從一個架構師的角度，這里有沒有值得抽象和剝離的部分呢？ 計費系統。計費系統是必須抽象的，比如從單次計費到按里程計費。 傳感器系統。傳感器包括磁卡感應器，投幣器等。設備可能更換。 故障處理和恢復。考慮到較高的可靠性和較短的故障恢復時間，這部分有必要單獨設計。