主頁（http://www.www.xzhtuan.com）：嵌入式DVR軟件中用結(jié)構(gòu)化語言實現(xiàn)面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想

    嵌入式DVR是一種高度集成、復(fù)雜的嵌入式設(shè)備，其軟件需要保證良好的可靠性、復(fù)用性、擴展性及高效性。

    傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法，在其軟件設(shè)計中就有些“力不從心”，因為結(jié)構(gòu)化的軟件要求軟件設(shè)計一開始就假定軟件需求是很明確的，系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的模式和方法也是明確的。然而DVR的用戶是面向不同領(lǐng)域的，而每個客戶的要求都有所不同，如有的客戶可能需要用RS485總線來控制溫度采集器，有的則可能需要來控制云臺，這在結(jié)構(gòu)化設(shè)計方面就需要用不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和方法來描述。因此，每當(dāng)針對不同客戶就需要專門定制不同的軟件版本，這無疑增加了軟件的維護和測試成本，這是DVR生產(chǎn)廠商所不愿意看到的。并且，面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想需要采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計語言，無疑是對嵌入式設(shè)備一個巨大的考驗。當(dāng)然，現(xiàn)在不少嵌入式開發(fā)工具，已經(jīng)支持C++、JAVA等面向?qū)ο蟮脑O(shè)計語言。但是這些面向?qū)ο蟮恼Z言需要很大的C++設(shè)計庫，這會增加DVR對存儲設(shè)備容量的要求。而且面向?qū)ο蟮脑O(shè)計語言在執(zhí)行的時候會添加一些額外的代碼，如“析構(gòu)”、“構(gòu)造”函數(shù)，會導(dǎo)致執(zhí)行效率比結(jié)構(gòu)化的設(shè)計語言要低。因此一些編譯器對面向?qū)ο蟮脑O(shè)計語言的支持遠沒有對結(jié)構(gòu)化的設(shè)計語言高。如LINUX下的GCC編譯器附帶的調(diào)試工具，在調(diào)試C++程序中有時就無法打印堆棧和函數(shù)的調(diào)用關(guān)系。

新型軟件設(shè)計方法
    綜合以上幾個方面：必須找到一個結(jié)構(gòu)化設(shè)計語言和面向?qū)ο笤O(shè)計語言結(jié)合的平衡點，才能夠更好地解決DVR軟件開發(fā)中的設(shè)計問題。由此，軟件設(shè)計人員采用了一種“用結(jié)構(gòu)化的語言實現(xiàn)面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想”的軟件設(shè)計方法。

    這種設(shè)計方法的實質(zhì)是：用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想去分析嵌入式DVR的需求；用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計模式去設(shè)計DVR軟件構(gòu)架；用結(jié)構(gòu)化的語言去實現(xiàn)DVR系統(tǒng)功能。這樣一來，就可以發(fā)揮面向?qū)ο笤O(shè)計思想在需求分析和建模方面的方便快捷直觀的優(yōu)點，同時又能保證嵌入式軟件在執(zhí)行效率和存儲方面的要求。

    當(dāng)然，我們必須摒棄一些面向?qū)ο笤O(shè)計思想中需要依賴面向?qū)ο笤O(shè)計語言的一些特性，如運行中的多態(tài)，類型識別等。這些行為也能夠在結(jié)構(gòu)化語言中實現(xiàn)，只是有些特性對系統(tǒng)設(shè)計來說就有點無關(guān)輕重了。如果把所有面向?qū)ο蟮奶匦远寄脕碛�，這就會導(dǎo)致設(shè)計走向另一個極端：在嵌入式開發(fā)上使用面向?qū)ο蟮恼Z言來設(shè)計系統(tǒng)。特別值得指出的是，面向?qū)ο笳Z言中的內(nèi)存分配，如果在嵌入式軟件上設(shè)計使用，會導(dǎo)致頻繁的動態(tài)分配不定大小的內(nèi)存，會引起系統(tǒng)堆棧破碎的風(fēng)險。

面向?qū)ο筌浖?/FONT>
    DVR軟件，可采用面向?qū)ο筌浖�中“敏捷軟件”的設(shè)計思想來進行分析設(shè)計。在進行需求分析的時候，在最初開發(fā)周期中，首先確認系統(tǒng)中最重要的10%的需求來確定系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計，這點和結(jié)構(gòu)化的軟件設(shè)計是完全不一樣的。結(jié)構(gòu)化的語言假定系統(tǒng)的需求都明確了，根據(jù)這些需求進行系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計。

    設(shè)計人員采用比較實用快捷面向?qū)ο蟮腗VC結(jié)構(gòu)，即模型－視圖－控制器結(jié)構(gòu)，把整個系統(tǒng)分成三個部分：一部分是底層的軟件部分，我們在DVR軟件稱為“微內(nèi)核”；一部分是人機交互部分，即界面部分；另一部分則是兩者之間的接口，我們稱之為適配器。在軟件架構(gòu)上也分為三個大的部分（或者說三個軟件包）：界面、“微內(nèi)核”、界面和“微內(nèi)核”之間的接口。

    這三個部分在迭代中最先完成的是“微內(nèi)核”部分。而“微內(nèi)核”設(shè)計中最關(guān)鍵的就是錄像部分，這需要考慮到各種不同的錄像種類和各種錄像條件，而做好錄像部分的用例分析就可以設(shè)計出微內(nèi)核的基本架構(gòu)，也就是整個軟件的“靈魂”。

    完成第一次迭代設(shè)計后，DVR軟件的其它需求的開發(fā)就是一個“添枝加葉”的過程。根據(jù)面向?qū)ο笤O(shè)計“高內(nèi)聚、低耦合”的思想原則，每次迭代的過程我們都采用模塊化的設(shè)計，。在添加每一個模塊時，統(tǒng)一各個模塊的接口，采用“模塊名_domsg”做為對外接口。這樣一來，就能很好地屏蔽掉各個模塊的內(nèi)部處理機制，減少軟件開發(fā)的耦合程度。如“微內(nèi)核”中的錄像部分可能需要讀出硬盤模塊提供的分配目錄信息。，就可以通過“hdisk_domsg”來獲取。

各個模塊開發(fā)
    在各個模塊開發(fā)中，可以采用面向?qū)ο笳Z言的概念來設(shè)計。語言只是實現(xiàn)思想的一種方式，用結(jié)構(gòu)化的語言可以很好地實現(xiàn)一些面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想。如在考慮各個模塊設(shè)計的時候，采用“類”（C++語言中的關(guān)鍵字為：class）來組織軟件模塊。當(dāng)然，在結(jié)構(gòu)化設(shè)計中沒有“類”這種概念，于是我們用結(jié)構(gòu)體（C語言中的關(guān)鍵字為：struct）來替代。如，在每個模塊設(shè)計的時候，就繼承了系統(tǒng)中已經(jīng)設(shè)計好的“父類”。父類里面包括一些共有的屬性，如“模塊ID”，“模塊名稱”，還有一些共有的方法，如“讀取配置參數(shù)”，“存儲配置參數(shù)”等。在實際編寫每個模塊的時候，首先從這個“父類”繼承，這樣的設(shè)計能夠很好優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)，提高程序的可讀性和擴展性，并且能夠很好地提高代碼的復(fù)用性。

struct Module_Obj
{
int Id;//模塊編號，供調(diào)試使用
char Name[20];//模塊名
......
int(*load_param)(void *param);//啟動時候裝載模塊參數(shù)
int(*save_param)(void *param));//保存模塊參數(shù)
......
}；

    在模塊開發(fā)中，也可以采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計模式。設(shè)計人員在采用軟件設(shè)計的過程就采用了很多“四人幫”（即“GOF”，四個國外開發(fā)者，提出面向?qū)ο筌浖�開發(fā)中的常用設(shè)計模式）的設(shè)計模式。如在系統(tǒng)啟動后就采用創(chuàng)建式的單例模式分配系統(tǒng)內(nèi)存，保證系統(tǒng)各個模塊在系統(tǒng)中唯一。又如報警模塊中采用了observer(觀察者)模式，其它模塊如果要獲取報警信息，可先向該模塊注冊需要的報警信息，當(dāng)該報警模塊發(fā)現(xiàn)有改變報警端子有報警的時候，就會把報警信息逐個通知各個已經(jīng)注冊的模塊。這些模式的采用能夠很好地提高代碼的健壯性。

界面
    界面方面設(shè)計人員采用了名為NeatechGui的系統(tǒng)，這套GUI系統(tǒng)包括兩個部分：一部分是在WINDOWS界面下的自動化工具，這套工具負責(zé)設(shè)計界面菜單，并自動生成C代碼提供給界面部分調(diào)度；另一部分則是DVR GUI部分，這部分是基于不同的分割芯片上的圖形系統(tǒng)，這部分作為一個模塊提供給“微內(nèi)核”調(diào)用，它會在系統(tǒng)啟動時初始各種分隔芯片，并提供一個供界面部分調(diào)用的菜單接口。
(中國集群通信網(wǎng) | 責(zé)任編輯：陳曉亮)