基于UML的嵌入式系统设计.pdf

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M.erocomp.terAPPllcatlo朋Vol23No82007研究与设计徽里脸应2加,年第23.策.翔

文t幼号:1007一757X(2007)08一0013一04
基于UML的嵌入式系统设计

店庆,谢康林

摘.:用述了嵌入式系统和标准建模语言UML的权念,指出了传统的嵌入式系统开发过程中存在的问趁,同时提出了基
于UML的崔入式系统设计方法,并介绍T使用UML对嵌入式系统—无线接入点(AeeessPoint)作面向对象分析与设计的过
租。
关.询:嵌入式系统,标准建模语言(UML),无戏接入点,用例圈.类圈;顺序田.合作田,
中.分类号:文蔽标识妈:A

引官图,难以根据市场或客户的播求及时、有效的对嵌人式系统设
计开发进行必要的修改。
,和两
嵌人式系统通常是指非PC系统它包括硬件软件部嵌人式系统,求
分.硬件包括核心的处理器/徽处理器,以及存储器、外设器件舰格描述

、。
和I/0端口图形控制器等软件部分包括操作系统(要求实

。
时和多任务操作)以及应用程序操作系统控制着应用程序编软件/硬件
模块划分
程与硬件的交互作用,而应用程序则控制粉系统的运作和行
为.嵌人式系统具有面向应用、软硬件可裁减、性价比高等特
硬件平台选择嵌人式橄作系挽的烤排、段
、
点。目前,嵌人式系统在通信、航空、国防、信息家电等领城的减优化等
应用越来越广泛,但它的复杂性、实时性、不确定性在不断地

,,
提高系统规棋也在逐步地扩大而产品的开发周期却要求相硬件电路的设计、e/c+十/汇译.哪
、
扩充扩展
应的缩短,这就对原来传统、单一的设计模式提出了挑战.⋯
UML一(UnifiedModelingLanguage标准建模语言)是
一种通用的标准建棋语言,它的目标是以面向对象图的方式软硬件纽成及翻试
来描述整个系统,可以对任何具有静态结构和动态行为的系
统进行建模,以便于处理复杂、交互性强、实时性要求高的系
统。所以,面对嵌人式系统规棋日益复杂、实时性要求越来越
商的情况,系统的分析、设计、开发变得十分庞大,而利用

.
UMI能很好地在构建初期和设计开发的各个阶段分析整个最终嵌人式产品
系统的组成和行为,从而满足越来越高的需求。
本文先介绍一下传统的嵌人式系统开发流程以及存在的圈1传统的嵌入式系统开发流租

,
不足,然后引人UML的概念以及UML在嵌人式系统的具体2)对系统开发初期软硬件各棋块的划分依位性过大导

,.
设计开发过程中的应用,最后讲述设计一个在无线报替系统致后期的调整或更改困难减少了灵活性

、
中的无线接人点嵌人式设备及其具体的开发过程.3)对软件硬件相互之间的交互以及各状态之间的转换
无法进行很好的描述,当系统升级时或对某些功能模块做修

,。
2传统的嵌入式系统开发过程改时显得捉禅见肘
4)缺少对嵌人式系统软硬件的协同设计和协同开发,过

,
,于后系了开了开
传统的嵌人式系统开发流程如图1所示开发过程比较分依软期的统功能校脸延长发周期并增加
.
简单、笼统,越来越难以适应新的应用需求。支等
,
传统的嵌人式系统开发存在着以下的不足:5)一旦用户摇求更改或开发设计发生间.有可份要从
系硬开,
1)块少清晰的从客户佑求到具体应用开发的映射关系头进行整个嵌人式统的软件划分并从头始设计开发

店庆,上海交通大学计算机科学与工程系,硕士研究生,上海2。。。30
,,,,
谢康林上海交通大学计算机科学与工程系教授博导上海200030

。·
13
.,.,
Mlc八沈o..P.扭rAppllc.tlol日Vol23No820,研究与设计橄里电脸应用创月,年,23.第8期

。·。,
导致了,复的工作14第五类是实现图包括构件图和配t图其中构建图描
正是由于以上的种种缺点,在具体的嵌人式开发应用中,述代码部件的物理结构及各部件之间的依软关系,而配t图

。
擂要一种新的有效、清晰的设计方法,来弥补以上的不足.下定义系统中软件和硬件的物理体系结构

,
面我们引人UML的概念.从嵌人式系统应用的角度来粉设计系统时首先是第一
步描述用户的裕求,其次第二步根据播求建立系统的.态模

,.
3标准班徽语,UML型以构造系统的结构最后第三步描述并实现系统的行为其
中在第一步和第二步中,可以用UML的用例图、对象图、构建

,
.图和配t图等来描述嵌人式系统的态机制而且还可以用状
31UML桩迷
、、
、活图人
UML是一种在面向对象技术顿城中定义良好易于表态图动图顺序或合作图来表示嵌式系统各棋块之间

.
、.态和互
达功能强大并普边适用的标准建模语言通过统一的语义和动的时序交关系
符号衰示,UML可以使系统开发能羞于一个成熟、标准的环

,,.4UL
境从而大大拓展了系统的适用范围并提离其灵活程度‘于