CN100492287C - 一种面向数据分析类仪器设备的软件应用框架系统及应用该框架系统开发嵌入式系统的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用软件应用框架系统快速开发数据分析类仪器设备嵌入式软件系统的方法与装置。该方法提供一个嵌入式软件应用框架系统，该框架系统提供复用代码，实现了典型的嵌入式数据分析类仪器设备的业务功能，定义了设备主从处理器之间的通讯协议流程；同时该框架系统建立在一组面向数字化数据分析类仪器设备的嵌入式软件应用构件库，使得框架系统结构更为合理，并且框架系统的适应性修改和演化十分方便。本发明提供一个应用上述框架系统快速开发数字化数据分析类仪器嵌入式系统的装置，为数据分析类仪器设备嵌入式系统开发提供了设计和代码的复用，增强了系统的模块化和可重用性，缩短了系统的开发周期，并提高了系统的可靠性。

Description

一种面向数据分析类仪器设备的软件应用框架系统及应用该框架系统开发嵌入式系统的装置和方法

技术领域

本发明提供一种数字化数据分析类仪器设备的嵌入式系统的开发方法及装置，特别指一种应用软件应用框架系统来快速开发数字化数据分析类仪器设备的嵌入式系统的方法及装置。

背景技术

DSP芯片的大量问世，使数字化仪器设备的信号处理功能大大加强，具有更强的数据处理能力和图像处理能力，各种数据分析类仪器获得了新的应用意义，应用范围也日益扩大，比如生物芯片扫描分析仪、票据影像分析处理仪和心电监护仪等。现有的数字化数据分析类仪器设备的结构一般如图1所示，包括主处理单元100、协处理单元110、数据采集模块120、数据输出模块130、UI交互模块140以及其他交互接口150。主处理单元100以嵌入式处理器101为核心，带有存储器102进行应用程序存储和数据存储。协处理单元110包括DSP处理器111，负责与主处理器建立通讯，以及实现数据分析功能，存储器112存储DSP应用程序以及相关数据存储。数据采集模块120，连接到协处理单元，并通过A/D接口121、串口122或并口123等等进行数据采集，采集到的数据暂存在协处理单元110，以等待主处理单元100的命令是否进行数据分析或直接传输。数据输出单元130，主处理单元接收到协处理单元的数据后，数据通过数据输出单元130进行数据输出。可以进行本地输出131，比如打印机输出，也可以选择本地存储132，或者网络传输133。UI交互模块140，用户可以通过GUI界面或键盘等对仪器进行操作。其他交互接口150，包括调试接口151、USB接口152或LED显示153等等，实现用户的其他人机操作。

数据分析类仪器设备的嵌入式系统开发具有巨大的市场潜力，研究符合新一代数字化数据分析类仪器设备领域行业的开发方法，提高这些仪器设备的标准化、模块化、通用化水平已经成为一个日益紧迫的需求。

目前，应用构件和框架技术进行嵌入式系统开发，在多个实践领域达到了缩短开发周期、降低开发成本和提高软件质量的要求。面向特定领域，抽象其相应的应用框架，为系统的快速开发提供理论和代码复用，并且可以为大型复杂系统的开发带来简单的解决方案。数字化数据分析类仪器设备嵌入式系统功能复杂，因此，研究开发一个面向该领域的软件应用框架以及实现方法和平台，使得开发者使用该方法可以快速地完成多种数字化数据分析类仪器设备的系统开发，大大提高工作效率，同时也使得系统具有模块化和专业化，便于今后的系统维护、更新和完善。

发明内容

本发明提供一种面向数字化数据分析类仪器设备的嵌入式软件应用框架系统，该框架系统实现了数据分析类仪器设备的功能流程，应用该框架系统以及支撑该框架系统的平台装置，可以快速完成嵌入式系统的开发。

一种面向数据分析类仪器设备的嵌入式软件应用框架系统，包括：

初始化模块，用于完成系统的各类初始化，包括参数、采集接口、网络等；

DSP协处理器设置模块，用于实现主从处理器之间的协议设置；

事件处理模块，包括命令处理模块和数据处理模块，命令处理模块用于处理外部命令、本地UI命令，数据处理模块用于处理DSP数据触发事件、定时器驱动事件。

数字化数据分析类仪器设备的嵌入式软件应用框架实现了该领域系统的功能流程，提供了基于主处理器和DSP处理器协同工作的数据采集分析协议。同时提供了原始的复用代码，该代码无需任何更改，即可生成可执行应用程序。开发者可根据具体应用系统的功能需求可以对代码进行替换和修改，获得具体的应用系统软件。

本发明还提供了一种应用上述嵌入式软件应用框架系统快速开发数据分析类仪器设备嵌入式系统的装置。

一种应用上述嵌入式软件应用框架系统快速开发数据分析类仪器设备嵌入式系统的装置，包括：

面向数据分析类仪器设备的嵌入式系统支撑模块，提供面向数据分析类仪器的基于多种典型嵌入式处理器的硬件平台、基于多种典型嵌入式处理器的板级支持包BSP及驱动程序，以及面向数字化仪器设备的嵌入式操作系统SmartOSDI；

图形化的集成开发环境模块，集成了嵌入式软件应用构件库和嵌入式软件应用框架系统，用于实现对数据分析类仪器设备嵌入式软件应用构件库和嵌入式软件应用框架系统的管理和使用，提供原始复用代码及嵌入式软件应用构件库的扩展。

所述的嵌入式软件应用构件库包括图形用户界面GUI构件库、数据管理构件库、信号及图像处理算法构件库和数字化仪器专用接口构件库，供嵌入式软件应用框架系统实现开发调用。

本发明进一步提供了基于上述装置快速开发数据分析类仪器设备嵌入式系统的方法。

一种基于上述装置快速开发数据分析类仪器设备嵌入式系统的方法，包括以下步骤：

步骤521，针对具体的数据分析类仪器设备系统进行需求分析，建立相应的应用体系结构；

步骤522，在所述装置提供的嵌入式系统支撑模块上选择系统硬件及内核系统支持，搭建系统平台；

步骤523，选择所述装置提供的由初始化模块(200)、DSP协处理器设置模块(210)和事件处理模块(220)组成的嵌入式软件应用框架系统；

步骤524，针对具体的数据分析类仪器设备系统，通过调用嵌入式软件应用构件库以及构件库扩展提供的API接口，对嵌入式软件应用框架系统作适应性修改；

步骤525，生成具体的应用系统代码；

步骤526，通过交叉编译，下载至目标板完成嵌入式系统的开发；

步骤527，对开发完成的嵌入式系统进行测试；步骤528，判断嵌入式软件应用框架系统是否需要演化；步骤529，若需要演化，则根据领域需求进行嵌入式软件应用框架系统完善和更新。

相对于传统的数字仪器设备嵌入式系统的开发，本发明方法为开发者提供了系统的设计架构，具有系统的骨架部分；开发者无需重新定义主从处理器之间的通讯协议；而且该方法建立在构件库基础上，系统的构建采用模块组合的方式，便于系统的维护和更新。

附图说明

图1为现有数字化数据分析类仪器设备的硬件系统结构框图；

图2为本发明嵌入式软件应用框架系统的结构示意框图；

图3为本发明嵌入式主处理器和DSP处理器之间的通讯协议流程图；

图4为本发明嵌入式软件应用框架系统的流程图。

图5为本发明装置及利用该装置进行应用开发的流程图。

具体实施方式

如图2所示，一种面向数据分析类仪器设备的嵌入式软件应用框架系统，包括：

初始化模块200，包括系统的各类初始化，包括参数、采集接口、网络以及其他初始化等。

DSP协处理器设置模块210，实现了主从处理器之间的协议设置；

事件处理模块220，指的是主处理器进行各类事件处理，包括命令处理模块225和数据处理模块226，命令处理模块225负责外部命令处理221，主要是设备外接接口等触发的命令；和本地UI命令处理222，接收用户通过UI进行设备操作的命令；数据处理模块226负责DSP数据触发事件处理223，DSP与主处理器进行数据交互，发送中断触发的事件处理；和定时器驱动事件处理224，用户通过参数设置定义的定时事件，比如定时采集数据事件等。外部命令221和本地UI命令222事件发生后，系统进行相应的命令处理225；而DSP数据触发事件223和定时器驱动事件224发生后，系统进行数据处理，调用算法进行各类数据分析并获得数据输出。其中，虚线表示这些事件处理分支是可选的，实际的数据分析类仪器设备系统可能包含一个或多个事件处理分支。

如图3所示，以一次数据采集分析过程说明主从处理器之间的通讯协议流程。系统有一块主从处理器都可以访问的内存空间，空间进行定义可分为参数区、数据区。首先，主处理器设置采集控制命令参数和分析参数等，给DSP发送中断，通知DSP根据参数和命令进行数据采集；DSP接收和执行命令后给设置相应的参数数据，主处理器等待DSP任务的完成；DSP完成数据采集任务后，发送中断通知主处理器任务完成；用户决定主处理器发送是否分析的命令，如果要进行数据分析，则发送算法调度和分析命令，同时发送中断通知DSP；DSP根据接收到的算法调度进行数据分析处理，同时发送中断通知主处理器取数据分析结果；主处理器接收到数据后，根据用户选择进行存储、终端打印或网络传输等数据输出。

如图4所示，结合图2中嵌入式软件应用框架系统的结构，实现了数字化数据分析类仪器设备嵌入式软件应用框架流程，细化了各个模块的事务处理。

如图5所示，一种应用嵌入式软件应用框架系统快速开发数据分析类仪器设备嵌入式系统的装置，包括：

面向数据分析类仪器设备的嵌入式系统支撑模块500，提供了面向数据分析类仪器的基于多种典型嵌入式处理器的硬件平台501、基于多种典型嵌入式处理器的板级支持包BSP及驱动程序502，以及面向数字化仪器设备的嵌入式操作系统SmartOSDI 503。

图形化的集成开发环境模块510，实现对数据分析类仪器设备嵌入式软件构件库和框架的管理和使用，集成了数字化数据分析类仪器设备嵌入式软件应用构件库511，包括图形用户构件库514、数据管理构件库515、信号及图像处理算法构件库516和数字化仪器专用接口构件库517，供框架实现开发调用。集成了数字化数据分析类仪器设备嵌入式软件应用框架系统512，提供原始复用代码。以及应用构件库的扩展513。

该装置还以图形化的形式向开发者提供了工具和资源，包括编辑器、编译器和调试工具等，各种交叉编译环境。利用该环境，数据分析类仪器设备的嵌入式系统的开发流程如下：

首先针对具体的数据分析类仪器设备系统进行需求分析，步骤521；在装置提供的系统支撑模块500上选择系统硬件及内核系统支持，搭建系统平台，步骤522；进行系统软件开发时，选择由装置环境提供的数字化数据分析类仪器设备嵌入式软件应用框架系统512，步骤523；针对具体的数据分析类仪器设备系统，对嵌入式软件应用框架系统512需要作适应性修改，步骤524，作嵌入式软件应用框架系统512的适应性修改时，可以通过调用数字化数据分析类仪器设备嵌入式软件应用通用构件库511以及构件库扩展513提供的API接口；嵌入式软件应用框架系统512适应性修改，进行代码替换或删减后，就可以生成具体的应用系统代码，步骤525；通过交叉编译等步骤后下载至目标板即可完成系统开发，步骤526。

数据分析类仪器设备应用系统开发完成后，可对其进行测试，步骤527。判断数据分析类仪器设备嵌入式软件应用框架系统512是否需要演化，步骤528。若需要演化，则根据领域需求进行嵌入式软件应用框架系统512完善和更新，步骤529。

Claims (4)

1.一种面向数据分析类仪器设备的嵌入式软件应用框架系统，其特征在于包括：

初始化模块(200)，用于完成系统的各类初始化；

DSP协处理器设置模块(210)，用于实现主从处理器之间的协议设置；

事件处理模块(220)，包括命令处理模块(225)和数据处理模块(226)，命令处理模块(225)用于处理设备外接接口触发的外部命令(221)和用户通过UI进行设备操作的本地UI命令(222)，数据处理模块(226)用于处理DSP与主处理器进行数据交互及发送中断触发的DSP数据触发事件(223)和用户通过参数设置定义的定时器驱动事件(224)。

2.一种应用如权利要求1所述嵌入式软件应用框架系统快速开发数据分析类仪器设备嵌入式系统的装置，其特征在于包括：

面向数据分析类仪器设备的嵌入式系统支撑模块(500)，提供面向数据分析类仪器的基于多种典型嵌入式处理器的硬件平台(501)、基于多种典型嵌入式处理器的板级支持包BSP及驱动程序(502)，以及面向数字化仪器设备的嵌入式操作系统SmartOSDI(503)；

图形化的集成开发环境模块(510)，集成了嵌入式软件应用构件库(511)和嵌入式软件应用框架系统(512)，用于实现对数据分析类仪器设备嵌入式软件应用构件库(511)和嵌入式软件应用框架系统(512)的管理和使用，提供原始复用代码及嵌入式软件应用构件库的扩展(513)。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的嵌入式软件应用构件库(511)包括图形用户界面GUI构件库(514)、数据管理构件库(515)、信号及图像处理算法构件库(516)和数字化仪器专用接口构件库(517)，供嵌入式软件应用框架系统(512)实现开发调用。

4.一种基于如权利要求2-3任一所述装置快速开发数据分析类仪器设备嵌入式系统的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤521，针对具体的数据分析类仪器设备系统进行需求分析，建立相应的应用体系结构；

步骤522，在所述装置提供的嵌入式系统支撑模块(500)上选择系统硬件及内核系统支持，搭建系统平台；

步骤523，选择所述装置提供的由初始化模块(200)、DSP协处理器设置模块(210)和事件处理模块(220)组成的嵌入式软件应用框架系统

(512)；

步骤524，针对具体的数据分析类仪器设备系统，通过调用嵌入式软件应用构件库(511)以及构件库扩展(513)提供的API接口，对嵌入式软件应用框架系统(512)作适应性修改；

步骤525，生成具体的应用系统代码；

步骤526，通过交叉编译，下载至目标板完成嵌入式系统的开发；

步骤527，对开发完成的嵌入式系统进行测试；

步骤528，判断嵌入式软件应用框架系统(512)是否需要演化；

步骤529，若判断需要演化，则根据领域需求进行嵌入式软件应用框架系统完善和更新。

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