兰州：嵌入式软件开发中常用的三种架构

每个人都熟悉单芯片程序，但恐怕真正使用架构来考虑架构的人并不多。随着程序开发的不断增加，架构是非常必要的。

有三种app架构：

1.程序的简单前后顺序执行。大多数人都使用这种写作方法。不必考虑程序的具体结构，而是通过执行序列直接编写app。

2.时间片轮询方法，这是一种介于顺序执行和操作系统之间的方法。

3.操作系统，此方法应为app编程的最高级别。

1、 程序框架设计

前后顺序执行方法。这是初学者常用的程序框架设计方案。没有必要考虑太多。代码简单，或者不需要系统的整体实时性和并发性；初始化后，传递while（1）｛｝或for（；；）｛｝`循环不断调用它编写的函数。它不考虑每个函数执行所需的时间。在大多数情况下，函数中存在毫秒级延迟等待。

优点：对于初学者来说，这是最简单、最直观的程序架构。逻辑简单明了。它适用于逻辑简单、复杂度低的软件开发。

缺点：实时性能低。因为每个函数都有或多或少的毫秒级延迟，甚至1ms，这会导致其他函数的间隔执行时间的差异。虽然可以使用定时器中断，但前提是中断执行时间必须短。当程序逻辑的复杂性增加时，会导致后期维护人员的大脑混乱，很难理解程序的运行状态。

2、 时间片理论

前后顺序执行方法与操作系统之间的程序体系结构设计方案。设计方案必须帮助嵌入式软件开发人员达到更高的水平。在嵌入式软件开发过程中，如果遇到以下几点，设计方案可以说是最佳选择，适用于程序更复杂的嵌入式系统；

当前的需求设计根本不需要操作系统。

任务功能不需要一直执行，但有一个间隔（例如，按键通常需要软件防抖。初学者通常会延迟大约10ms来判断，但10ms极大地浪费了CPU资源，CPU可以在这段时间内处理许多其他事情）

需要实时。

此设计方案需要使用计时器。通常，计时器为1ms（计时时间可以随意确定，但如果中断太频繁、中断太长、实时性能较差，则效率较低）。因此，应考虑每个任务函数的执行时间，建议不要超过1ms（如果可以通过程序优化缩短执行时间，则最好进行优化。如果无法优化，则任务的执行周期必须比任务花费的时间长得多）。同时，主循环或任务函数中必须没有毫秒级延迟。

3、 操作系统

嵌入式操作系统（EOS）是一种广泛使用的系统软件。过去，EOS主要用于工业控制和国防系统。对于单片计算机，通常使用UCOS、FreeRTOS、RT-Thread Nano和RTX等几种抢占式操作系统（其他操作系统如Linux不适用于单片计算机）

操作系统和“时间片理论”，就任务执行而言，操作系统不需要为每个任务花费太多时间。它需要设置每个任务的优先级，以在高优先级任务就绪时抢占低优先级任务；操作系统相对复杂，因此这里不详细描述。

4、 摘要

从上面的比较中，我们可以看出时间片方法有很大的优势。它具有前后阶段顺序执行方法和操作系统的优点。结构清晰、简单且易于理解，因此这是一种常用的单片机设计框架

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