无操作系统嵌入式软件设计：软件设计基础与关键概念

"无操作系统的嵌入式软件设计-第3章 软件设计基础" 在无操作系统的嵌入式软件设计中，系统通常采用前后台系统或者中断（事件）驱动系统。前台系统由中断服务程序处理异步事件，这部分被称为中断级，而后台则是应用程序的无限循环，运行在主程序中，被称为任务级。中断驱动系统是基于硬件中断的，当硬件事件发生时，中断服务程序会被执行来响应这些事件。巡回服务系统则是一种定期检查各个子系统状态的机制，确保所有部分都能正常工作。基于定时器的巡回服务系统则进一步利用定时器来触发服务循环，提高了服务的效率和响应性。 软件设计是将需求分析阶段得出的软件需求规格说明转化为实际的、可行的软件解决方案的过程。这个过程受到可用资源和技术限制的影响。软件设计的基本概念包括抽象与逐步求精、模块数量与成本、内聚与耦合及量化指标以及模块化与信息隐藏。 抽象与逐步求精是设计的核心策略。抽象让设计师能够专注于问题的关键层面，而忽略不必要的细节。软件设计是一个从高层次的概念逐渐细化到可以直接实现的程序代码的过程。逐步求精则是通过不断分解和细化，从宏观描述逐步构建出具体的实现细节。 模块化设计是将大型软件分解为独立的模块，每个模块有明确的功能，这有助于降低复杂性和提高可维护性。模块数量与成本有直接关系，更多的模块可能导致更高的开发和维护成本。内聚衡量一个模块内部元素间的相关性，耦合度则反映模块间相互依赖的程度，高内聚、低耦合被认为是良好的设计原则，因为它们增强了软件的可读性和可维护性。 信息隐藏是模块化设计的一部分，意味着模块内部的实现细节对外部是隐藏的，只有接口是公开的，这样可以减少模块间的相互影响，提高系统的稳定性和可靠性。 在软件设计过程中，设计师需要考虑软件体系结构，这是软件设计的重要组成部分，它定义了软件组件之间的组织和交互方式。高可信软件设计是指在安全性、可靠性、效率等方面有特殊要求的设计，需要额外关注错误预防、容错机制和系统恢复策略。 软件设计规格说明是设计阶段的输出，它详细描述了设计决策和实现计划，为后续的编码和测试提供了指导。设计评审是确保设计质量的关键步骤，通过同行评审，可以发现潜在的问题，改进设计，提高软件质量。 无操作系统的嵌入式软件设计需要深入理解并应用这些基本概念和方法，以创建高效、可靠的软件解决方案。