CN110045982A - 一种基于源代码聚合的嵌入式系统配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于源代码聚合的嵌入式系统配置方法,所述方法包括以下步骤：步骤1、用于用户在界面上实现配置信息输入的图形界面模块；步骤2、所述图形界面模块分成至少两个逻辑上的竖栏；步骤3、用户在gui_module中通过输入嵌入式软件平台的描述文件plat_desc；步骤4、用户在图形界面模块gui_module内选择所需要的软件包及其具体配置；步骤5、配置分析器conf_anal加载用户选择的嵌入式软件平台的描述文件plat_desc；步骤6、对平台资源的要求描述综合生成各个软件包的具体配置文件pack_conf；步骤7、所述代码生成器code_gen能够读取所生成的pack_conf；本发明所述方法简化了嵌入式系统的开发流程，提高了嵌入式软件的质量，并且降低了嵌入式系统配置对专业人员知识层次的要求。

Description

一种基于源代码聚合的嵌入式系统配置方法

技术领域

本发明属于计算机技术领域，尤其涉及一种基于源代码聚合的嵌入式系统配置方法。

背景技术

目前，嵌入式系统的功能越来越多样化，使用到的软件模组的数量与日俱增，对软件包的管理压力也逐渐增加。当前传统的嵌入式系统配置方法不能很好整合各个软件包，导致工程复杂度成指数上升。目前，现有的多软件包嵌入式系统存在如下一些缺陷：

1、各个嵌入式软件包都包含大量的小源文件，这些大量的小源文件的数量众多，对集成开发环境的工程管理构成巨大压力，比如在创建工程时需要将这些大量的小源文件逐一加入工程之中并正确设置包含路径。

2、现有配置工具缺乏自动探测用户平台的功能，也不能根据平台属性和用户需求自动决定软件包具体配置，这使得必须手动逐项进行软件包配置，非常繁琐。

3、现有配置工具生成的代码在需要静态链接，即只需要操作一个对象时，仍然生成一个动态链接接口，动态链接接口指一个需要传入指向所操作对象的结构体的指针的接口；这使得在编译时生成额外的无用代码，浪费存储器空间。

4、现有配置工具生成的多个源代码在编译时作为不同的编译单元来处理，从而丧失了模块内部执行编译器内联优化的机会，增加了代码的大小并降低了执行速度。

5、现有配置工具的图形界面效率低下，或者是基于命令行界面实现，或者是基于多级菜单和列表实现，并且配置选项的呈现方式非常复杂，初学者难以正确进行配置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够克服上述技术问题的基于源代码聚合的嵌入式系统配置方法，本发明所述方法包括以下步骤：

步骤1、用于用户在界面上实现配置信息输入的图形界面模块gui_module，用于生成软件包的配置文件pack_conf的配置分析器conf_anal，用于生成最终的源文件amal_src的代码生成器code_gen；其中gui_module使用JavaScript和HTML5的解释型高级语言实现，能够跨平台运行，conf_anal和code_gen则为使用高性能语言如C++编译实现的命令行接口模块以方便高效执行。

步骤2、所述图形界面模块gui_module分成至少两个逻辑上的竖栏，其中至少一个竖栏以树状方式呈现菜单，另一个竖栏以各类控件的形式呈现具体的配置项，图形界面模块gui_module不是基于命令行窗口实现的；

步骤2.1、具备多种控件如下拉式菜单列表和滑动开关以方便展示不同的配置项给用户，用户通过操作各种控件完成对软件包的交互式配置；

步骤2.2、用户鼠标悬停于配置项对应的问号图标上时，对用户显示配置项的简单说明，用户鼠标点击配置项对应的问号图标时，导出相应配置项或者相应软件包的详细用户手册或者网页帮助以供用户参阅，另外，gui_module能够将用户暂时使用不到的多余配置选项隐藏起来以防干扰用户配置。

步骤3.1、用户在gui_module中通过输入嵌入式软件平台的描述文件plat_desc；

步骤3.2、从已有的文件中加载所述描述文件plat_desc，其中所述描述文件plat_desc至少包括平台的CPU状况、内存状况、片上外设状况以及片外外设状况，所述状况包括描述上述各硬件组件的如其功能、设备地址和数据带宽的一切必要信息。

步骤4、用户在图形界面模块gui_module内选择所需要的软件包及其具体配置，选择软件包包括以下步骤；

步骤4.1、第一种方法是直接指定所需要使用的具体的软件包及其配置；

步骤4.2、第二种方法是指定需要软件包完成的功能而不指定具体的软件包及其配置且具体使用的软件包及其配置将由本工具根据嵌入式软件平台的描述文件plat_desc自行择优决定，在使用第二种方法时用户能够指定各个功能的优先级且在选择和配置软件包满足用户功能时会优先满足高优先级功能，完成这一目标的手段包括但不限于层次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)的数学方法。

步骤5.1、所述配置分析器conf_anal加载用户选择的嵌入式软件平台的描述文件plat_desc；

步骤5.2、通过调用gui_module的相关接口获知图形界面模块gui_module的各个软件包的配置选项设置状况并生成软件包对平台资源的要求描述sw_req_list。

步骤6、当用户选择的平台支持图形界面的选项设置状况，所述配置分析器conf_anal将通过某种配置方案检查流程check_conf根据平台描述文件plat_desc和软件包对平台资源的要求描述sw_req_list综合生成各个软件包的具体配置文件pack_conf，在生成具体配置文件时配置分析器会尽量根据平台描述文件plat_desc来配置软件包以减少资源占用，并在底层接口单一时将软件包配置为静态接口而非动态接口；

步骤6.1、当用户选择的平台因为资源耗尽、接口冲突、功耗体积超限的相关原因无法支持图形界面的选项设置状况时则向用户提示错误原因fault_info；

步骤6.2、由gui_module将错误原因fault_info回馈给用户并提示用户修改各软件包软件配置选项或者软件平台描述文件plat_desc；

步骤6.3、用户从步骤3重新开始进行配置。

步骤7、所述代码生成器code_gen能够读取所生成的pack_conf并通过选择和获取所需要的软件包；

步骤7.1、从一个网络服务器下载软件包，然后将所述软件包经过一种代码生成流程gen_src根据配置文件pack_conf正确配置并生成最终的代码，最终的代码在逻辑上是一个大型的源文件并能够作为一个单一的大型编译单元参加编译；

步骤7.2、当用户使用的编译器无法应对规模较大的单一编译单元时，所述的代码生成器code_gen也能够生成一组同质的源文件且所述同质的源文件能够作为一组同质的编译单元参加编译。

本发明所述方法相对传统的嵌入式系统软件包配置方法的优越效果在于：

1、本发明所述方法的软件包配置输入是通过一个简单的多栏图形界面进行而非一个层次式菜单，也不是基于命令行的窗口模式，也不采用复杂的开源构建工具，因此配置非常直观易懂。

2本发明所述方法允许配置工具自动探测用户使用的硬件平台，并根据平台属性和用户需求自动决定软件包具体配置，降低了用户进行系统配置的负担。

3、本发明所述方法允许软件包在仅有一个实体时被配置为静态接口，最大程度上减小了处理器和存储器的负担。

4、本发明所述方法能够将不同的软件包的诸多小型源码整合组合成一整个编译单元，最大化地方便用户创建工程和设置工具链包含路径，并且也能增加编译器对代码进行交叉调用优化的机会，减小了代码量和处理器负担。

5、本发明所述方法简化了嵌入式系统的开发流程，降低了软件编译和配置过程的难度和繁琐性，大大减小了配置失误的可能，提高了嵌入式软件的质量，并且降低了嵌入式系统配置对专业人员知识层次的要求。

附图说明

图1是本发明所述方法的配置工具的配置流程图；

图2是本发明所述方法的gui_module的一种具体的界面示意图；

图3是本发明所述方法的plat_desc的一种具体的示意图；

图4是本发明所述方法的fault_info的一种具体的示意图；

图5是本发明所述方法的sw_req_list的一种具体示意图；

图6是本发明所述方法的pack_conf的一种具体示意图；

图7是本发明所述方法的check_conf的一种具体实现的流程图；

图8是本发明所述方法的gen_src的一种具体实现的流程图；

图9是本发明所述方法最终生成的amal_src的一种具体的示意图；

图10A是本发明所述方法实施例1第一次生成的sw_req_list列表220示意图；

图10B是本发明所述方法实施例1的plat_desc平台描述文件190示意图；

图10C是本发明所述方法实施例1第二次生成的sw_req_list列表230示意图；

图10D是本发明所述方法实施例1生成的pack_conf配置文件270示意图；

图10E是本发明所述方法实施例1生成的amal_src源代码文件250示意图；

图10F是本发明所述方法实施例1的流程图；

图11A是本发明所述方法实施例2第一次生成的sw_req_list列表550示意图；

图11B是本发明所述方法实施例2的plat_desc平台描述文件45示意图；

图11C是本发明所述方法实施例2第三次生成的sw_req_list列表560示意图；

图11D是本发明所述方法实施例2生成的pack_conf配置文件570示意图；

图11E是本发明所述方法实施例1生成的amal_src源代码文件590示意图；

图11F是本发明所述方法实施例2的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述，附图均为简化的示意图。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。本说明书中的“或”仅是一种表示逻辑关联的连接词，表示存在三种关系，比如，“A或B”能够表示单独存在A，单独存在B，以及A和B同时存在三种状况。在实际应用中，软件包的两种不同配置是静态配置和动态配置，在软件包的底层接口需要运行时绑定时需要动态配置，在软件包的底层接口需要编译时绑定时需要使用静态配置。静态配置还有利于节约系统资源，因此当系统资源不够而软件包底层接口又单一时，考虑使用静态配置。下面结合附图对本发明所述方法的优选实施方法加以说明。

实施例1；如图10A，图10B，图10C，图10D，图10E和图10F所示：如图2所示，本项目100的图形界面模块110初始选择了两个软件包，一个为蓝牙服务器120，另一个为Flash文件系统130，并且它们均分别具备动态配置和静态配置两种选择。

如图3所示，如图10B所示的plat_desc嵌入式平台描述文件140，其中描述了本嵌入式平台260的基本状况，plat_desc嵌入式平台具备1个硬件蓝牙设备150，以及两个Flash芯片160和170；包括以下步骤：

步骤300、用户打开配置工具，在图形界面模块110中选择了蓝牙服务器120和Flash文件系统130；

步骤310、配置分析器模块180读取图形界面110中用户指定的软件配置；

步骤320、配置分析器模块180通过执行流程check_conf，首先确定蓝牙服务器120依赖于蓝牙驱动200，并将蓝牙驱动200也包括在所选中的软件包中；然后确定Flash文件系统130依赖于Flash驱动210；

步骤330、配置分析器模块180接下来确定蓝牙服务器120、蓝牙驱动200、Flash文件系统130和Flash驱动210均使用动态配置模式，并将配置信息写入如图10A所示的sw_req_list列表220；

步骤340、配置分析器模块180加载如图10B所示的平台描述文件190，对比生成的列表220和平台描述文件140，发现若所有软件包均使用动态配置则资源消耗过大，平台无法承受，而蓝牙驱动200和蓝牙服务器120对应的底层接口只有一个蓝牙设备150，Flash文件系统130和Flash驱动210对应的底层接口有两个Flash芯片160和170；

步骤350、配置分析器模块180调整蓝牙驱动200和蓝牙服务器120的配置为静态配置，重新生成如图10C所示的新的sw_req_list列表280，对比plat_desc平台描述文件190发现平台资源满足软件需求，生成相应的如图10D所示的pack_conf配置文件230；

步骤360、代码生成器模块240读取pack_conf配置文件230，生成最终的如图10E所示的源代码250，整个流程如图10F所示，配置工具通过依赖分析，自动识别了Flash文件系统130对应的Flash驱动210，以及蓝牙服务器120对应的蓝牙驱动200，并且正确地在嵌入式平台260资源不足的情况下将蓝牙模组配置为静态，降低了资源消耗。

最终，配置工具还生成了源代码，并且通过自动生成流程生成了单一编译单元的源代码250。大大简化了软件包配置的难度和工程建立的难度并提高了嵌入式系统配置的效率。

以上步骤的顺序不是绝对的，当两个步骤之间没有互相依赖，允许以任意互相调换顺序。

实施例2；如图11A，图11B，图11C，图11D，图11E和图11F所示：如图2所示，400的图形界面模块410由用户选择了三个功能，一个为触摸输入420，一个为无线连接430，一个为数据存储440。如图3所示，具备一个plat_desc嵌入式平台描述文件450，其中描述了本嵌入式平台460的基本状况和限制，plat_desc嵌入式平台要求总功耗不高于500mW，存储器容量不小于200MB，优先满足总功耗限制；包括以下步骤：

步骤600、用户打开配置工具，在gui_module图形界面模块410中选择了触摸输入420，无线连接430和数据存储440；

步骤610、配置分析器模块470读取gui_module图形界面模块410中用户指定的软件配置；

步骤620、配置分析器模块480通过执行流程check_conf，首先确定触摸输入420有两个实现选项，分别为电容触摸490和电阻触摸500，无线连接430有两个实现选项，分别为WiFi连接510和蓝牙连接520，数据存储440有两个实现选项，分别为Flash存储530和eMMC存储540，选项之间互相均无依赖；

步骤630、配置分析器模块480根据gui_module图形界面模块410的配置，选择电容触摸490、WiFi连接510和eMMC存储540实现用户需求，生成如图11A所示的sw_req_list列表550；

步骤640、配置分析器模块对比sw_req_list列表550和图11B所示的plat_desc嵌入式平台描述文件450，发现功耗溢出，存储不足，不满足平台描述文件的要求；

步骤650、配置分析器模块480重新调整所选择的软件包，选中电容触摸490、蓝牙连接520和eMMC存储540，重复生成新的sw_req_list列表580并对比plat_desc嵌入式平台描述文件450，发现功耗限制已经满足，而存储器容量不足；

步骤660、配置分析器模块480调整所选择的软件包，选中电容触摸490、蓝牙连接520和Flash存储530，生成如图11C所示的sw_req_list列表560，对比plat_desc嵌入式平台描述文件450发现所有限制均已满足，生成相应的如图11D所示的pack_conf配置文件570；

步骤670、代码生成器模块480读取pack_conf配置文件570，生成最终的如图11E所示的源代码590，如图11F所示。

在本实施例中，用户仅给出了功能性指示，没有指明需要的软件包及其配置，但配置工具通过智能分析软件包的组合和平台的制约，仍然经过多次迭代生成了最终的源代码文件，用户不需要明确指明使用哪个软件包就能够全自动完成对系统的配置。

上述各实施例的各个步骤流程的顺序也不是绝对的，当两个步骤之间没有互相依赖，允许以任意互相调换顺序。

如图7所示，本发明所述方法提供了配置检查流程check_conf的具体实现，包括以下步骤：

步骤700、读取图形界面模块gui_module的选项设置状况，并确认所需要的软件包的名称及其所选择的配置，并根据软件包对平台的要求，写入如图5所示的列表sw_req_list；

步骤710、从远程仓库下载所选软件包的源代码，并通过扫描源代码或其描述文件确定软件包的依赖包，并将软件包对平台的要求也加入如图5所示的列表sw_req_list，重复直到所有的被直接或间接依赖的软件包对平台的要求都被加入了列表sw_req_list；

步骤720、将生成的如图5所示的列表sw_req_list和平台描述文件plat_desc对比，是否发生冲突，比如plat_desc中所述平台的某项能力无法满足sw_req_list中的某一要求，当无法满足则通过调整各个软件包的用户未指定值的配置项来降低对平台能力的要求或达到用户的功能或性能要求，并且在调整时先满足用户指定的高优先级的要求，然后重复步骤710；

步骤730、当经过步骤710、步骤720反复调整最后生成的如图5所示的sw_req_list含有plat_desc满足不了的条件，即向用户提示部分条件无法满足；

步骤740、当其中某一配置方式通过，则将配置方式以及各软件包的依赖关系写入生成的pack_conf。

如图8所示，本发明所述方法还提供了一种的代码生成流程gen_src的具体实现，包括以下步骤：

步骤800、读取如图6所示的软件包配置pack_conf，完成软件包间依赖关系有向树或图的构建，在树或图中父节点依赖于所有与其直接连接的子节点；

步骤810、从本地或远程软件仓库读取被配置文件选中的各个分立软件包的源码本身；

步骤820、将软件包中的所有头文件和源文件按照配置文件所记载的配置互相连接起来组成一个新的源文件，并且其连接顺序按照设定的方法决定，设定的方法采用依赖关系树的后序遍历，生成的源文件中保证了一个软件包的所有依赖都被连接或者声明在软件包之前；

步骤830、生成的如图9所示的源文件amal_src包含一个或多个源文件，但在逻辑上是一个单一的源文件，并作为单一的编译单元被编译器处理。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的范围内，能够轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于源代码聚合的嵌入式系统配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、用于用户在界面上实现配置信息输入的图形界面模块gui_module，用于生成软件包的配置文件pack_conf的配置分析器conf_anal，用于生成最终的源文件amal_src的代码生成器code_gen；

步骤2、所述图形界面模块gui_module分成至少两个逻辑上的竖栏，其中至少一个竖栏以树状方式呈现菜单，另一个竖栏以各类控件的形式呈现具体的配置项，图形界面模块gui_module不是基于命令行窗口实现的；

步骤3.1、用户在gui_module中通过输入嵌入式软件平台的描述文件plat_desc；

步骤3.2、从已有的文件中加载所述描述文件plat_desc，其中所述描述文件plat_desc至少包括平台的CPU状况、内存状况、片上外设状况以及片外外设状况，所述状况包括描述上述各硬件组件的功能、设备地址和数据带宽的信息；

步骤4、用户在图形界面模块gui_module内选择所需要的软件包及其具体配置；

步骤5.1、所述配置分析器conf_anal加载用户选择的嵌入式软件平台的描述文件plat_desc；

步骤5.2、通过调用gui_module的相关接口获知图形界面模块gui_module的各个软件包的配置选项设置状况并生成软件包对平台资源的要求描述sw_req_list；

步骤6、当用户选择的平台支持图形界面的选项设置状况，所述配置分析器conf_anal将通过某种配置方案检查流程check_conf根据平台描述文件plat_desc和软件包对平台资源的要求描述sw_req_list综合生成各个软件包的具体配置文件pack_conf，在生成具体配置文件时配置分析器会根据平台描述文件plat_desc来配置软件包以减少资源占用，并在底层接口单一时将软件包配置为静态接口而非动态接口；

步骤7、所述代码生成器code_gen能够读取所生成的pack_conf并通过选择和获取所需要的软件包。

2.根据权利要求1所述的一种基于源代码聚合的嵌入式系统配置方法，其特征在于，所述步骤2包括以下步骤：

步骤2.1、具备多种控件如下拉式菜单列表和滑动开关,以方便展示不同的配置项给用户，用户通过操作各种控件完成对软件包的交互式配置；

步骤2.2、用户鼠标悬停于配置项对应的问号图标上时，对用户显示配置项的简单说明，用户鼠标点击配置项对应的问号图标时，导出相应配置项或者相应软件包的详细用户手册或者网页帮助以供用户参阅，另外，gui_module能够将用户暂时使用不到的多余配置选项隐藏起来以防干扰用户配置。

3.根据权利要求1所述的一种基于源代码聚合的嵌入式系统配置方法，其特征在于，所述步骤4中，选择软件包包括以下步骤；

步骤4.1、第一种方法是直接指定所需要使用的具体的软件包及其配置；

步骤4.2、第二种方法是指定需要软件包完成的功能而不指定具体的软件包及其配置且具体使用的软件包及其配置将由本工具根据嵌入式软件平台的描述文件plat_desc自行择优决定，在使用第二种方法时用户能够指定各个功能的优先级且在选择和配置软件包满足用户功能时会优先满足高优先级功能，完成这一目标的手段包括但不限于层次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)的数学方法。

4.根据权利要求1所述的一种基于源代码聚合的嵌入式系统配置方法，其特征在于，所述步骤6包括以下步骤：

步骤6.1、当用户选择的平台因为资源耗尽、接口冲突、功耗体积超限的相关原因不能支持图形界面的选项设置状况时则向用户提示错误原因fault_info；

步骤6.2、由gui_module将错误原因fault_info回馈给用户并提示用户修改各软件包软件配置选项或者软件平台描述文件plat_desc；

步骤6.3、用户从步骤3重新开始进行配置。

5.根据权利要求1所述的一种基于源代码聚合的嵌入式系统配置方法，其特征在于，所述步骤7包括以下步骤：

步骤7.1、从一个网络服务器下载软件包，然后将所述软件包经过一种代码生成流程gen_src根据配置文件pack_conf正确配置并生成最终的代码，最终的代码在逻辑上是一个大型的源文件并能够作为一个单一的大型编译单元参加编译；

步骤7.2、当用户使用的编译器无法应对规模较大的单一编译单元时，所述的代码生成器code_gen能够生成一组同质的源文件，且所述同质的源文件能够作为一组同质的编译单元参加编译。

6.根据权利要求1所述的一种基于源代码聚合的嵌入式系统配置方法，其特征在于，所述步骤1中：gui_module使用JavaScript和HTML5的解释型高级语言实现，能够跨平台运行，conf_anal和code_gen则为使用高性能语言如C++编译实现的命令行接口模块以方便高效执行。