基于UML的嵌入式硬件系統(tǒng)模型研究

2.1 靜態(tài)描述

該階段主要是明確系統(tǒng)的關(guān)鍵要素（類），要素間的關(guān)系、以及要素的關(guān)鍵狀態(tài)和關(guān)鍵行為?？梢允褂妙悎D、對(duì)象圖等進(jìn)行靜態(tài)描述。通過對(duì)系統(tǒng)用例圖和用戶手冊(cè)的分析，可以得到系統(tǒng)的關(guān)鍵類為：MCU微處理器類、SDRAM類、ROM類、BUS（總線）類、接口類等，它們之間的關(guān)系為關(guān)聯(lián)關(guān)系，其中接口類又是USB接口類、KEYBOARD類、LCD類、ENTERNET（以太網(wǎng)）類的父類，因此它們間的關(guān)系應(yīng)該為聚合關(guān)系。在確定類與關(guān)系的基礎(chǔ)上再進(jìn)一步描述出每個(gè)類的屬性和功能。比如MCU微處理器類的屬性有CPU_OE(使能)屬性、A（地址）屬性、D（數(shù)據(jù)）屬性等等，相應(yīng)的操作有INITE（）初始化操作、READ（）讀操作、WRITE（）寫操作等等。www.51kaifa.com

2.2 動(dòng)態(tài)描述

在動(dòng)態(tài)描述中我們主要使用的是序列圖、合作圖等對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行描述，如圖4所示。用戶通過鍵盤把數(shù)據(jù)輸入到PCLD(可編程邏輯控制器)中，然后再通過總線輸入到微處理器里進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算處理；當(dāng)數(shù)據(jù)從微處理器向外輸出數(shù)據(jù)時(shí)，也必須通過總線，然后再經(jīng)過PCLD最終通過顯示器顯示出來。

圖4 系統(tǒng)序列圖

3、物理級(jí)的描述

進(jìn)入物理級(jí)這個(gè)階段后，我們著重考慮系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)并考慮該系統(tǒng)的物理部署，它包括了系統(tǒng)和設(shè)備間的連接。通過部署圖，可以了解到硬件組件之間的物理關(guān)系以及處理節(jié)點(diǎn)的組件分布情況。在部署圖中，一個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)計(jì)算設(shè)備或一個(gè)單獨(dú)的硬件設(shè)備，通常描述成一個(gè)立體體；結(jié)點(diǎn)之間的通信關(guān)聯(lián)一般稱為連接，用于描述連接結(jié)點(diǎn)間的關(guān)系。如圖5所示，在該硬件系統(tǒng)中，系統(tǒng)與各設(shè)備的相連如下：鍵盤通過可編程邏輯控制器接口；以太網(wǎng)通過IEEE802.3協(xié)議；USB設(shè)備通過USB2.0串口；串口設(shè)備通過通用串口；工業(yè)設(shè)備通過相應(yīng)的CANBUS（控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)）；顯示設(shè)備通過編程邏輯控制器與系統(tǒng)相連。

圖5 系統(tǒng)部署圖

四、總結(jié)

本文闡述了UML的基本開發(fā)方法，把UML技術(shù)運(yùn)用到嵌入式領(lǐng)域，通過一個(gè)通用的嵌入式硬件系統(tǒng)開發(fā)，具體描述了如何用UML技術(shù)分析、設(shè)計(jì)以及實(shí)施該嵌入式硬件系統(tǒng)。利用UML面向?qū)ο蠹夹g(shù)開發(fā)嵌入式系統(tǒng)有助于提高開發(fā)人員和用戶對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的清晰認(rèn)識(shí)，有助于開發(fā)、維護(hù)系統(tǒng)，節(jié)約各方面的花費(fèi)，為后繼的開發(fā)和使用提供堅(jiān)實(shí)的保障。

本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：把UML的設(shè)計(jì)思想用于了嵌入式硬件系統(tǒng)的開發(fā)

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