《嵌入式通信软件设计》学习笔记——软件划分

时间:2022-09-13 23:34:36

几种概念的区别:
任务与模块
模块是实现一特定功能的单元;任务是一个执行线程。
进程与任务
“进程”通常意味着执行线程有自己的内存保护和优先级。
任务没有内存保护,所以一个任务可以访问属于另一个任务例程,两个任务可以访问相同的全局内存。

在一些小型设备中,通常在一个任务中具有多个模块的功能实现,这是为了使内存和上下文切换开销都达到最小。

模块与任务分解
一旦软件被划分成功能模块后,在选择按任务实现还是按模块实现时应考虑一下问题:
(1)这些软件模块互相独立,很少有交互吗?如果是,采用任务实现。
(2)任务环境切换开销对系统的正常运行可接受吗?如果不能,尽量用模块实现。
(3)任务为完成其正常需要自己的定时器吗?如果是,那么在满足(1)、(2)条件下考虑将它们按任务来实现。

以下是组织通信系统模块和任务时应遵循的指导性原则:
(1)系统中有一个或多个驱动程序处理各种物理端口。每个驱动程序可以以任务或模块的方式实现。每个驱动程序有一个或多个中断服务例程ISR。
(2)驱动程序与上层的分解/复用任务接口完成数据的接收和传输。这是接收到的帧进入系统的唯一入口。类似的,该任务是传输时与驱动程序接口的唯一实体。
(3)每一个协议设计为一个模块。如果它需要对事件(如定时器)进行独立调度和处理,则将其按任务实现。如果环境切换开销和任务间消息传递开销不可接受,则可将多个协议模块按一个任务运行。
(4)按控制平面和数据平面功能以及快行道/慢性道考虑对任务和模块分组。硬件加速器件也有一定作用。
(5)簿记(housekeeping)管理平面功能,如SNMP代理和命令行接口CLI应有自己的任务。
(6)如果有存储保护,则任务间接口通过消息实现;否则任务间接口为功能性调用接口。

将这些原则与NMSS对照起来看,会发现NMSS确实是按照这些原则进行的。


函数接口和消息事件接口:
函数接口
两个模块处于同一任务或同一内存环境时可采用过程或函数。
函数按处理的不同可分为两种:
例:比如在第二层交换器中,交换任务调用驱动器函数sendframe()发送包数据。函数返回一个值,指出操作执行的状态。
同步调用,这种函数在其完整行为未执行完之前不会返回,即被阻塞。前面的例子,以太网的CSMA/CD协议要求:如果在试图重发帧数据之前检测到冲突,发送器要等待一随机时间周期,如果交换任务因该条件而阻塞,它会延迟所有其它处理。
异步调用,一旦排队工作完成,sendframe()函数立即返回,传输状态不会立即返回。交换任务可以在以后的某个时间询问驱动器以了解执行状态。除了轮询方式外,还有驱动器中断方式。不过过快的中断会使系统应接不暇,克服的方法就是采用回调函数。回调函数会由中断服务例程(ISR)调用,因此最好使回调例程短小些,回调例程一般只将发生的事件或通知送给交换任务后就立即退出。

在NMSS的DS模块中,回调函数一般做的事情就是改变一些处理函数的指针,或者数据区域的指针等。

消息/事件接口
如果处于不同内存区域的两个任务需要通信,可采用消息/事件接口。消息库将数据从源任务环境复制到一公共区域,然后通知目标任务,目标任务再将消息复制到自己的存储区中。
当然,两个任务处于同一内存区域,该方法也是有用的。(NMSS应该就是这样的吧?)