CN105242597A

CN105242597A - 一种嵌入式控制器调试界面的自动生成方法

Info

Publication number: CN105242597A
Application number: CN201510633444.3A
Authority: CN
Inventors: 刘琼; 邓超; 毛耀; 甘勋; 李志俊
Original assignee: Institute of Optics and Electronics of CAS
Current assignee: Institute of Optics and Electronics of CAS
Priority date: 2015-09-29
Filing date: 2015-09-29
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2035-09-29
Also published as: CN105242597B

Abstract

本发明提出一种嵌入式控制器调试界面的自动生成方法，(1)通过使用通用化硬件接口，(2)建立通信数据格式约定和存储文件，(3)创建调试界面模板和界面元素，(4)自动解析数据格式文件并自动生成源代码文件，(5)结合调试模板和源代码文件，自动生成待调嵌入式控制器所需的调试界面。这个方法可极大减少人工编码量、有效简化调试界面的生成和修改、方便易用、速度快、编码质量高，非专业人员也可胜任，能有效缩短调试界面生成和调试时间，为提高调试效率尤其是并行调试效率提供了一个非常有效的技术保障。

Description

一种嵌入式控制器调试界面的自动生成方法

技术领域

本发明涉及计算机应用技术领域，具体涉及一种嵌入式控制器调试界面的自动生成方法。

背景技术

嵌入式控制器已被广泛应用于现代工业中，其特点包括：体积小、安装位置苛刻，不便于直接接触；功能专业化程度高，比如专注于数据采集、算法处理、对象控制等；资源有限，运行效率和实时性要求较高；一般为单机工作或少量互联，没有服务器体系；采用C或C扩展语言进行开发等。

基于上述特点，传统的嵌入式控制器调试一般是由调试人员手工编写对应的调试界面，来调试对象的功能和性能，一方面是测试数据通信能力和操控命令响应能力，另一方面是对控制器运行状态和实时数据进行监测，尤其是关键状态和数据。但是由于嵌入式控制器的功能和性能要求各不相同，且自身资源有限，所以常采用通信接口来连接远程调试界面实现调试和监测工作，因此每个调试人员都需要自己编写调试界面，对专业性和经验要求都较高。因而调试效率受限于调试人员的个人专业素养和数量，特别是并行调试多种不同功能的嵌入式控制器时，极大制约调试效率，成为产品研制的瓶颈。

所以，为了提高嵌入式控制器的调试效率，本发明提出一种嵌入式控制器调试界面的自动生成方法，目的在于针对嵌入式控制器的特点简化并规范化调试界面的生成。通过规范通信数据格式、建立界面模板、数据解析和自动代码生成的过程来极大减少人工编码量、降低调试界面生成的专业性、简化调试修改方式，从而减少调试人员的工作量、提高编码速度和编码质量，并且非专业人员可以方便的参与调试及修改工作，将大大提高嵌入式控制器的前期调试效率和后期维护效率。

虽然现在已有基于互联网、服务器等方式的界面自动生成方法，但是对嵌入式控制器的调试均不适用。而且有时候嵌入式控制器的调试和维护工作不能在研制地点进行，这就要求调试工具(包括调试界面)都应具有便于携带、单机独立运行的特点，所以需要寻求一种简单的、易用的、方便的调试界面自动生成方法。目前国内外相关文献无相似的报道。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种嵌入式控制器调试界面的自动生成方法，用以减少调试人员的编码工作量、提高编码速度和编码质量、降低调试工作专业性，从而提高嵌入式控制器的调试效率。

本发明技术解决方案：一种嵌入式控制器调试界面的自动生成方法，包括以下步骤：

(1)使用通用化硬件接口实现嵌入式控制器与调试界面的物理连接；

(2)通过步骤(1)所建立的物理连接，实现嵌入式控制器与调试界面的数据通信；通信中建立通信数据格式约定，实现对调试中共性需求和特性需求的兼容设计；使用最方便最广泛的数据格式文件类型存储，以易于各类调试人员理解和修改；

(3)创建调试界面模板，提供常用的界面元素，作为调试界面生成的基础，为步骤(4)和步骤(5)提供支撑条件；

(4)读取数据格式文件，自动生成对应调试界面所需的数据输入源代码文件、命令输出源代码文件和界面显示源代码文件；既实现对步骤(2)中通信数据格式约定的准确理解和自动代码翻译，又能为步骤(5)的界面自动生成提供适用于该嵌入式控制器的源代码文件；

(5)将步骤(4)自动生成的数据输入源代码文件、命令输出源代码文件和界面显示源代码文件加载到步骤(3)中的调试界面模板中，实现调试界面布局设计、自动调用界面元素，最终生成该嵌入式控制器所适用的调试界面。

步骤(1)中对传统调试方式进行接口改良，以便于非专业人员的使用，通用化硬件接口包括但不限于网络、光纤、串口、USB口，将传统的自定义总线、局部总线、ISA总线、PCI总线等专业性要求高的调试接口摈弃，可方便地使用笔记本电脑、平板电脑、工业计算机、局域网等快速建立调试连接。

通常的，每类功能甚至每个嵌入式控制器都因各自特性拥有一套专属的通信数据格式，使得专业调试人员需要耗费很多时间和精力在每个调试界面的数据解析和封装上，并且很大程度上限制了非专业人员的参与。步骤(2)中提出了一种新的通信数据格式约定，既规范了通信数据格式的定义，又确保其灵活性可适用于绝大多数嵌入式控制器的调试工作。新的通信数据格式约定中使用固定长度(s)+浮动内容(t和k)的方式，如图2所示，s为适合于控制器资源需求的通信数据长度，t为常规需求，包括但不限于标识、状态、运行数据、校验等，k为特性需求，包括但不限于临时数据、过程变量、中间状态、观测数据等。t和k共享s的长度内容，t和k均可根据待调控制器的特点进行浮动调整，包括长度、数量、各种属性等，但每个数据的结构必须是一致的。这样既能实现通信数据格式的规范化，又能适应不同控制器的调试需求，为步骤(d)中的数据格式自动解析提供了保障条件。

同时，步骤(2)中还对传统通信数据格式保存方式进行改良，将专业人员一般将通信约定编写成代码直接嵌入程序的方式改为使用常见文件类型进行存储，包括但不限于txt文件、ini文件、excel文件、word文件等，极大降低了调试工作的专业性，使得理解和修改文件内容变得很容易。因此在这样的文件上进行通信数据各类属性的补充和修改就非常方便和简单，比如名称、说明、备注、类型等数据格式信息很容易添加，且内容直观易懂，大大简化通信调试的难度，又为步骤(4)中的源代码文件自动生成提供了输入依据。

步骤(3)中创建的调试界面模板为界面框架工程，提供界面布局和元素调用接口，可通过添加不同源代码文件来实现不同控制器的调试界面。模板中的界面元素包括但不限于文本框、按钮、下拉框、指示灯、曲线显示等。调试界面模板和界面元素都是经过验证测试的标准件，不需要调试人员再进行代码编写和相关调试工作，可提高调试速度和效率。

步骤(4)中读取步骤(2)中定义的通信数据格式文件，自动进行数量计算、类型筛选、显示匹配、响应对应等通信数据解析工作，将对控制器输入到调试界面的数据进行自动编码并保存为数据输入源代码文件；将对调试界面输出到控制器命令进行自动编码并保存为命令输出源代码文件；将对数据、命令显示的初始化和更新方式进行自动编码并保存为界面显示源代码文件，其中按照模板的界面元素调用接口要求创建界面元素调用代码。源代码文件自动生成流程图如图3所示，各类源代码文件的生成直接取决于步骤(2)的通信数据格式文件，是对文件内容的直接翻译，可实现风格一致、稳定可靠、快速有效的代码编写，不仅提高调试速度和效率，还可促进专业人员之间的交互调试，进一步提高并行调试效率。

步骤(5)通过将步骤(3)和(4)的成果进行结合，向模板中添加了源代码文件之后，可使用手动设置或模板自动计算的方式建立整个调试界面的布局参数，并通过界面元素调用接口自动在模板工程中调用相应的界面元素并实现对应的更新和操作响应，实现新的调试界面。步骤(5)操作非常简单，几分钟就足够产生一组新的嵌入式控制器调试界面，而且能够以高质量编码水平满足其调试需求。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明通过通用化硬件接口、规范的通信数据格式约定、标准的调试界面模板和界面元素，提高整个过程的规范性和可靠性，缩短调试界面本身的调试时间；

(2)本发明中使用通用化硬件接口、最方便的文件存储类型，使得调试过程的理解和修改得到极大简化，非专业人员也可很方便快速的搭建或修改控制器调试的内容，很好的解决了并行调试的时间和效率问题；

(3)本发明中基于规范的通信数据格式文件的源代码文件自动生成方法，不仅能大幅度缩短编码时间，还可以有效提高编码质量，大大减少专业人员的工作量；

(4)本发明中调试界面模板+源代码文件的方式来形成新的调试界面，操作简单、速度快、灵活性高、质量稳定，促进整个调试过程的效率提高。

综上所述，本发明的方法在各个步骤都对传统嵌入式控制器调试界面生成过程进行改良或创新，能够有效简化调试界面的生成和修改、易于理解和维护、生成源代码文件速度快质量高，能有效缩短调试界面生成和调试时间，提高整个调试过程的调试效率，并为非专业人员参与调试和后期维护工作提供了简单易用的方法，从而进一步提高并行调试过程的效率。

附图说明

图1是本发明方法的流程图；

图2是本发明方法中通信数据格式约定方法示意图；

图3是本发明方法中源代码文件自动生成流程图。

具体实施方式

本发明的目的在于提供一种嵌入式控制器调试界面的自动生成方法，通过降低专业性、提高编码速度和质量，从而提高嵌入式控制器的调试效率。

如图1所示，本发明嵌入式控制器调试界面的自动生成方法具体包括以下步骤：

(1)嵌入式控制器和远程调试界面之间使用通用化硬件接口进行通信连接，包括但不限于网络、光纤、串口、USB口，可方便地使用笔记本电脑、平板电脑、工业计算机、局域网等完成调试工作。这些通用化硬件接口易于使用，且对应的两端软硬件设计易实现规范化和标准化。

(2)嵌入式控制器和远程调试界面之间需要建立本发明中所述的通信数据格式约定，使用固定长度(s)+浮动内容(t和k)的方式，如图2所示，s为适合于控制器资源需求的通信数据长度，t为常规需求，包括但不限于标识、状态、运行数据、校验等，k为特性需求，包括但不限于临时数据、过程变量、中间状态、观测数据等。t和k共享s的长度内容，t和k又可以根据待调控制器的特点进行浮动调整，包括数量、位置、属性等，其中t的数据数量n和k的数据数量m都是可以修改的，每个数据的位置和属性也都是可以改变的，但每个数据的结构必须是一致的。所以，只要根据待调嵌入式控制器的要求来调整数据的数量、位置、属性等内容，就能适应不同的调试需求，并且提供规范化的数据格式，才能实现有效的自动数据解析。举个例子，比如定义一个s＝100字，其中t为40字，k为60字，也可以定义t为50字，k为50字，t和k对应的数量n和m就可以根据实际情况的需要进行浮动调整。而对应第一种情况，t可以由10个4字的内容组成，也可以由6*1+4*4+2*9字的内容组成，则t的内容可以浮动；同样地，k可以由30个2字的内容组成，也可以由4*8+14*2字的内容组成，则k的内容实现浮动。通过上述描述可知，本发明所定义的通信数据格式约定非常灵活，只要对s中每个元素进行了一致性的结构定义，包括但不限于方向、名称、缩写、变量类型、关联、偏移等属性，就可以根据实际嵌入式控制器的需求很方便快速进行通信数据格式修改，用以实现对不同需求的满足。

完成通信数据格式约定后，一般使用包括但不限于txt文件、ini文件、excel文件、word文件等来进行存储，内容是按照已约定的数据结构来逐一存储。常用文件的方式易于非专业人员阅读理解和进行修改。至于文件的保密性和修改稳定性可通过限制知悉范围、建立权限密码以及其他技术手段来进行加强，本发明不做论述。

(3)建立调试界面模板，该模板是C或C扩展语言开发环境下的工程文件，提供界面元素调用接口，仅有几种常用的风格，每个风格都包括了主界面的基本信息、刷新机制、常规功能、界面元素接口、界面布局接口。每次创建调试界面之前，应该根据选定风格的界面模板创建一个备份，用于加载新的源代码文件。

(4)读取通信数据格式文件，对控制器输出数据和远程界面输出数据自动进行数量计算、类型筛选、显示匹配、响应对应等工作，分别生成数据输入源代码文件、命令输出源代码文件和界面显示源代码文件，其中界面显示源代码文件按照模板的界面元素调用接口要求创建界面元素调用代码，具体流程图见图3。通过对数据格式文件中的属性信息进行匹配，可以获取当前正在处理的文件内容是是否是控制器输出的内容，如果是，则按照对应控制器输出协议对内容进行逐个翻译，按照名称、类型、范围、默认值、显示方式、刷新方式、接口调用方式等属性对数据进行解码并命名相应的变量及其属性定义，生成数据输入源代码文件和数据对应的界面显示源代码文件内容；如果否，则按照调试界面输出协议对文件进行逐个翻译，对命令变量进行命名和类型、范围、默认值、显示方式、响应方式、接口调用方式等属性定义，并按照不同命令的结构和顺序对多个命令变量进行组合编码，形成对应控制器的命令输出内容，最终生成命令输出源代码文件和命令对应的界面显示源代码文件内容。

(5)将源代码文件加载到调试界面模板中，如果选择人工设置调试界面布局参数，则在参数文件中输入布局参数信息，否则模板将根据界面元素的类型、数量自动计算布局参数；布局参数更新后，则模板通过调用接口自动搜索和加载界面元素并将之呈现在对应的界面位置上，以此完成调试界面的自动生成过程。

由上述步骤可知，整个调试界面生成的过程，只有在进行通信数据格式约定的时候，需要针对待调的嵌入式控制器进行相关的新增/修改工作，在此基础上还使用了最常用的文件类型进行简化，而其他步骤都只需要几步简单的操作及确认，就可完成一组高质量调试界面的生成，非常方便易用、速度快、质量高、效率高，非专业人员也可胜任，为提高整个调试过程的调试效率提供了一个非常有效的技术保障。

本发明虽使用了具体实施例来进行说明，但不是对本发明的限制。因此，凡在不脱离本发明的技术和方法内容，依据本发明的技术和方法实质进行的简单修改、等同变化以及修饰，均属本发明保护范围。

Claims

1.一种嵌入式控制器调试界面的自动生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种嵌入式控制器调试界面的自动生成方法，其特征在于：所述步骤(1)中通用化硬件接口包括网络、光纤、串口、USB口。

3.根据权利要求1所述的一种嵌入式控制器调试界面的自动生成方法，其特征在于：所述嵌入式控制器为PC104、PowerPC、DSP类型的控制器，其上运行操作系统或者无操作系统。

4.根据权利要求1中所述的一种嵌入式控制器调试界面的自动生成方法，其特征在于，步骤(2)中建立通信数据格式约定是：使用固定长度s+浮动内容t和k的方式，s为适合于控制器资源需求的通信数据长度，t为常规需求，包括标识、状态、运行数据、校验；k为特性需求，包括临时数据、过程变量、中间状态、观测数据；t和k共享s的长度内容，t和k均可根据待调控制器的特点进行浮动调整，包括长度、数量、方向、名称、缩写、变量类型、关联、偏移多种属性，且每个数据的结构必须是一致的。

5.根据权利要求1中所述的一种嵌入式控制器调试界面的自动生成方法，其特征在于，步骤(2)中最方便最广泛的数据格式文件类型包括txt文件、ini文件、excel文件、word文件。

6.根据权利要求1中所述的一种嵌入式控制器调试界面的自动生成方法，其特征在于，步骤(3)中创建的调试界面模板是一组基于开发语言的程序工程框架，提供界面布局接口和界面元素调用接口，可通过加载不同的源代码文件来形成新的调试界面；开发语言包括C及C扩展语言。

7.根据权利要求1中所述的一种嵌入式控制器调试界面的自动生成方法，其特征在于：所述步骤(3)中创建调试界面模板为界面框架工程，提供界面布局和元素调用接口，可通过添加不同源代码文件来实现不同控制器的调试界面。

8.根据权利要求1中所述的一种嵌入式控制器调试界面的自动生成方法，其特征在于：所述步骤(3)中常用的界面元素包括文本框、按钮、下拉框、指示灯、曲线显示。

9.根据权利要求1中所述的一种嵌入式控制器调试界面的自动生成方法，其特征在于：所述步骤(4)中数据输入源代码文件是基于C和C扩展语言进行编写。

10.根据权利要求1中所述的一种嵌入式控制器调试界面的自动生成方法，其特征在于：所述数据输入源代码文件的过程为：通过解析数据格式文件内容自动获得该调试接口输入的数据信息及其隐含的显示需求、输出的命令及其参数内容、响应方式和隐含的显示需求，从而自动编写数据输入源代码文件、命令输出源代码文件和界面显示源代码文件；自动生成的源代码文件仅来源于数据格式文件，不需要进行任何人工编码。