1.5 嵌入式系统模型

在本书的范围内，使用了各种体系结构性的结构来引入技术概念和嵌入式系统的基本原理。我还引入了新兴的体系结构工具（即参考模型），用作这些体系结构性的结构的基础。在最高层，首要的体系结构工具用来引入处于一个嵌入式系统设计内部的主要要素，我将这一工具称为嵌入式系统模型（Embedded Systems Model），如图1-2所示。

图1-2 嵌入式系统模型

Application Software Layer(Optinal)——应用软件层（可选）

System Software Layer(Optinal)——系统软件层（可选）

Hardware Layer——硬件层

嵌入式系统模型表明的是，所有嵌入式系统在最高层都共有相似性，即它们都至少具有一个层次（硬件），抑或具有所有层次（硬件、系统软件和应用软件），而所有组件都属于这些层次。硬件层包含位于嵌入式电路板上的所有主要的物理部件，而系统和应用软件层则包含处于嵌入式系统中并被嵌入式系统所执行的所有软件。

这一参考模型本质上是一个嵌入式系统体系结构的层次化（模块化）表示，从中可以推导出模块化的体系结构性的结构。无论表1-1所示的设备之间有多大差异，通过将这些设备内部的组件可视化和分组为层次（layer），理解所有这些系统的体系结构是可能的。虽然分层的概念不是嵌入式系统设计所独有的（体系结构与所有计算机系统有关，而嵌入式系统是计算机系统的一种类型），但是在设计一个嵌入式系统时可能使用的硬件和软件组件有成百上千种可能的组合，分层的概念在将这成百上千种可能的组合可视化方面是一种有用的工具。大体上, 我选择嵌入式系统体系结构的这一模块化表示作为本书首要的结构，出于两个主要的原因：

1.         主要要素及其相关功能的可视化表示。分层的方法使读者可以将嵌入式系统的各种组件以及它们的相互关系可视化。

2.         模块化的体系结构表示典型地是用来构造整个嵌入式项目的结构。这主要是因为这种类型的结构之内的各种模块（要素）通常是功能独立的。这些要素还具有高度的相互作用，因此将这些类型的要素分开成层次可以改进系统的结构化组织，而没有将复杂的相互作用过分简单化或者将必需的功能忽略掉的风险。

本书的第2和第3部分将定义属于嵌入式系统模型各个层次的主要模块，根本地勾勒出在大多数嵌入式系统中可以看到的主要组件。然后，第4部分从设计和开发的角度将这些层次组织在一起，向读者演示如何应用前面各章涉及的技术概念以及本章介绍的体系结构性的过程。贯穿全书，提供了许多现实的建议和例子，以展现技术理论的实用性视野，并且作为嵌入式概念的重要教学工具。当你阅读这些各种各样的例子时，为了从中获得最大的收益并且能够将书中提供的信息应用到未来的嵌入式项目，建议读者注意：

l         这些各种各样的例子所遵循的模式，不但要将它们对应到本节介绍的技术概念，而且最终要对应到更高级的体系结构表示。无论正在分析的嵌入式系统设计如何，这些模式可以普遍地应用于理解或设计任何嵌入式系统。

l         信息来自何处。这是因为关于嵌入式系统设计的有价值的信息可以从各种信息来源收集，包括因特网、嵌入式系统杂志的文章、嵌入式系统会议、数据手册、用户手册、编程手册、以及原理图。