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面向?qū)ο蟮那度胧较到y(tǒng)設(shè)計(jì)方法
摘要：通過(guò)UML語(yǔ)言對(duì)嵌入式系統(tǒng)建模，急準(zhǔn)確地完成了分析人員與用戶(hù)需形式化層次上的一致性，也為程序開(kāi)發(fā)人員建立了清晰的程序結(jié)構(gòu)和行為準(zhǔn)則，大大縮短了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期，并使系統(tǒng)的升級(jí)和重用成為可能。本文通過(guò)一個(gè)用Atmel 89C52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單變頻調(diào)速器系統(tǒng)，說(shuō)明UML應(yīng)用與嵌入式系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)方法。關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng) 面向?qū)ο蠓治鲈O(shè)計(jì) UML 有限狀態(tài)機(jī)
1 概述
隨著我國(guó)裝備制造業(yè)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為制造業(yè)的核心技術(shù)。它被廣泛地應(yīng)用到工業(yè)控制、仿真系統(tǒng)、醫(yī)療儀器、信息家電、通信設(shè)備等眾多領(lǐng)域。目前，圍繞嵌入式系統(tǒng)展開(kāi)研究和開(kāi)發(fā)，已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)發(fā)展最活躍的方向之一。
嵌入式系統(tǒng)不同于通常純粹的軟件系統(tǒng)或硬件系統(tǒng)，而是軟件與硬件通過(guò)在一起的，有些功能既可以用軟件實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)。另外，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)所面臨的挑戰(zhàn)不僅涉及到計(jì)算機(jī)軟件和硬件，也會(huì)涉及到許多非計(jì)算機(jī)工程中的問(wèn)題，諸如機(jī)械尺寸問(wèn)題、功耗問(wèn)題和制造成本問(wèn)題等。即使是計(jì)算機(jī)工程方面的問(wèn)題，大部分系統(tǒng)在實(shí)時(shí)性、可靠性和多速率等問(wèn)題方面也都有特別要求。
目前，實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的硬件方法主要有：定制邏輯（ASIC）、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）和嵌入式微處理器三種。在實(shí)際系統(tǒng)實(shí)施中，絕大多數(shù)系統(tǒng)是采用嵌入式微處理器方式，如單片機(jī)、單板機(jī)或嵌入式微處理器芯片等。這是因?yàn)橛梦⑻幚砥鲗?shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)是一種十分有效的方法，它使得在不同價(jià)位上設(shè)計(jì)不同特性的產(chǎn)品系列成為可能，并且能夠擴(kuò)充新特性以滿(mǎn)足飛速發(fā)展變化的市場(chǎng)需求。
2 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)面臨的問(wèn)題和解決辦法
過(guò)去嵌入式系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)方面的主要問(wèn)題為：①分析設(shè)計(jì)沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)；②分析設(shè)計(jì)方法不統(tǒng)一；③從分析設(shè)計(jì)到制作和編程沒(méi)有一個(gè)始終一貫的工程化方法，使得產(chǎn)品形成的每一個(gè)過(guò)程人為因素影響十分嚴(yán)重；④分析設(shè)計(jì)的成果不能被開(kāi)發(fā)類(lèi)似項(xiàng)目或產(chǎn)品的重用。以上4個(gè)方面的問(wèn)題成為多年來(lái)制約嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的主要瓶頸，使得大部分從事嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的組織和團(tuán)體，基本上是采用小組甚至是作坊式的動(dòng)作模式。這使得開(kāi)發(fā)較復(fù)雜或大型系統(tǒng)的工作變得十分困難甚至無(wú)法進(jìn)行，或因?yàn)橄到y(tǒng)需求的不斷變化或小組成員的流動(dòng)導(dǎo)致項(xiàng)目失敗。我們知道，人類(lèi)之間要想達(dá)成對(duì)任何事件的交流，前提是實(shí)現(xiàn)對(duì)該事物形態(tài)（或表現(xiàn)形式）和行為的標(biāo)準(zhǔn)化，之后才可能實(shí)現(xiàn)對(duì)該事物形態(tài)（或表現(xiàn)形式）和行為的標(biāo)準(zhǔn)化，之后才可能實(shí)現(xiàn)對(duì)其的存儲(chǔ)、處理和交流。嵌入式系統(tǒng)制作過(guò)程產(chǎn)品以上4方面問(wèn)題的主要原因是沒(méi)有一個(gè)對(duì)嵌入式系統(tǒng)需求、分析、設(shè)計(jì)、制作、測(cè)試和維護(hù)過(guò)程的結(jié)構(gòu)特征和行業(yè)特征統(tǒng)一的工程化描述方法。目前，面向?qū)ο蠹夹g(shù)正是建立在對(duì)真實(shí)世界抽象思維的基礎(chǔ)上，統(tǒng)一建模語(yǔ)言（UML）為這種思維提供了可視化工具，解決了以上難題。使用UML對(duì)嵌入式系統(tǒng)建模，不僅可以使系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，而且完全可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和制作
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