一種自動完成嵌入式軟件庫的挑選與特化的實現(xiàn)方法
【專利摘要】一種自動完成嵌入式軟件庫的挑選、特化與修改的實現(xiàn)方法，從PCB設(shè)計軟件直接獲取電路圖特征文件或數(shù)據(jù)，然后把它們導(dǎo)入軟件庫配置軟件；依據(jù)電路圖特征文件或數(shù)據(jù)，由軟件庫配置軟件自動挑選出所用到的所有芯片或設(shè)備的相關(guān)程序組件，并經(jīng)過智能分析，推薦其它相關(guān)功能的程序組件供使用者進一步選擇；依據(jù)電路圖特征文件或數(shù)據(jù)，由軟件庫配置軟件對挑選出來的程序組件自動進行特化與修改。由此生成一個特定應(yīng)用組件集合，供進一步處理。這種方法由計算機代替人工工作，既提高開發(fā)效率，減少出錯，而且把電路圖設(shè)計與軟件庫可視化設(shè)計合二為一，大大簡化了軟件庫配置軟件的設(shè)計。
【專利說明】
一種自動完成嵌入式軟件庫的挑選與特化的實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及嵌入式軟件自動化設(shè)計領(lǐng)域，尤其涉及單片機軟件的自動化設(shè)計和技術(shù)實現(xiàn)。
【背景技術(shù)】
[0002]嵌入式系統(tǒng)是一種軟硬件結(jié)合緊密的專用的計算機系統(tǒng)，它應(yīng)用于特定場合，其主要特點是可剪裁、可配置。為了提高嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)效率，通常人們需要建立軟件庫，在應(yīng)用開發(fā)時可以直接調(diào)用所需的軟件組件。由于嵌入式系統(tǒng)可選用的CPU或MCU種類繁多，而且外圍的存儲、數(shù)據(jù)采集、控制、通訊等設(shè)備種類也是不計其數(shù)，因此一個功能齊全的嵌入式軟件庫會顯得非常龐大。在具體調(diào)用軟件庫的時候，通常由人工挑選合適的軟件組件，然后對挑選出的組件進行特化(specialize)和修改(modify)，以滿足具體應(yīng)用的需要。這個工作既關(guān)鍵又瑣碎，需要既懂硬件又懂軟件的高水平專業(yè)工程師來完成。人工方法不僅增加了開發(fā)成本，而且也容易出錯。另外，如果使用計算機輔助完成以上所述工作，需要增加許多可視化配置界面，這使計算機輔助軟件會顯得更加復(fù)雜。因此，找到一種簡便的、可替代人工的嵌入式軟件庫自動挑選、特化與修改的方法，顯得十分必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種簡便快捷的、由計算機自動完成的嵌入式軟件庫組件挑選、組件特化(specialize)與修改(modify)的實現(xiàn)方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
第一步，從PCB設(shè)計軟件直接獲取電路圖特征文件或數(shù)據(jù)，然后把電路圖特征文件或數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件庫配置軟件；
電路圖特征文件或數(shù)據(jù)包含電路中用到的芯片或設(shè)備的型號以及反映電路連接關(guān)系的信息；
芯片或設(shè)備型號以及電路網(wǎng)絡(luò)名稱等需要事先定義，不能沖突，使計算機能夠自動識別；
第二步，依據(jù)電路圖特征文件或數(shù)據(jù)，由軟件庫配置軟件自動挑選出所用到的所有芯片或設(shè)備的相關(guān)程序組件(如驅(qū)動程序)，并經(jīng)過智能分析，推薦相關(guān)功能的程序組件供使用者進一步選擇；
第三步，依據(jù)電路圖特征文件或數(shù)據(jù)，由軟件庫配置軟件對上一步挑選出來的程序組件自動進行特化(specialize)與修改(modify)，即確定參數(shù)或配置電路端口，以及修改部分軟件，以符合電路圖的要求和滿足特定應(yīng)用的需要；
由此生成一個特定應(yīng)用組件集合，可供軟件庫配置軟件或使用者做進一步的處理。
[0005]本發(fā)明的有益效果:
1、嵌入式軟件庫的組件挑選、特化與修改，這個工作既關(guān)鍵又瑣碎，需要既懂硬件又懂軟件的高水平專業(yè)工程師來完成。本發(fā)明由計算機代替人工工作，既提高軟件開發(fā)效率，降低開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期，而且也克服了人工容易出錯的缺陷，提高了產(chǎn)品的可靠性。
[0006]2、本發(fā)明借用了 PCB設(shè)計軟件實現(xiàn)了編程可視化，把電路圖設(shè)計與軟件庫可視化設(shè)計合二為一，顯著提高了應(yīng)用效果，大大簡化了軟件庫配置軟件的設(shè)計。
【附圖說明】
[0007]圖1本發(fā)明的技術(shù)方案流程圖；
圖2本發(fā)明的舉例之電路原理圖。
【具體實施方式】
[0008]以下我們結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明做進一步闡述。
[0009]一、本發(fā)明涉及的技術(shù)用語及定義
1、PCB設(shè)計軟件
本發(fā)明所指的PCB設(shè)計軟件，是指對外公開發(fā)行的收費或免費的、具有設(shè)計電路原理圖以及PCB圖等功能的專業(yè)工具軟件。例如，常用的有Protel 99SE,Altium Designer系列、Cardence OrCAD/SPB/PSD^Mentor PADS/EN/WG、CadSoft EAGLE等。
[0010]2、電路圖特征文件或數(shù)據(jù)
本發(fā)明所指的電路圖特征文件或數(shù)據(jù)，是指從PCB設(shè)計軟件直接或間接導(dǎo)出、或者可以從電路圖(或PCB圖等)提取出來的、包含電路中用到的芯片或設(shè)備等元器件的詳細型號以及包含電路連接關(guān)系的文件或數(shù)據(jù)。
[0011]最典型的電路圖特征文件是PCB設(shè)計軟件Protel99SE自動生成的尾綴為.NET的網(wǎng)絡(luò)表(Netlist)文件，它包含了電路原理圖中各種元器件的型號、編號和封裝等信息，也包含了元器件之間的電路連接關(guān)系，即電路網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)表文件采用文本格式，是生成PCB圖的基礎(chǔ)，可直接為本發(fā)明所用。
[0012]網(wǎng)絡(luò)表例如下:
[
Ul
LQFP48
STM32F103C8T6
]
[
U2
S0-8
AT24C64
]
(
GND
U2-1
U2-2
U2-3U2-4
)
(
RXDl
Ul-31
)
(
SCL
Ul-42
U2-6
)
(
SDA
Ul-43
U2-5
)
(
TXDl
Ul-30
)
需要說明的是，出于計算機自動識別的需要，在設(shè)計電路圖時，必須采用一套事先規(guī)定好的電路圖符號集。這套符號集定義了各種元器件名稱和電路網(wǎng)絡(luò)名稱，這些名稱互不沖突，計算機可以準(zhǔn)確識別且不會產(chǎn)生歧義。芯片或設(shè)備等元器件名稱一般可以直接采用廠家的命名，而電路網(wǎng)絡(luò)命名則可以采用一些容易理解的符號，例如，MCU的串口收發(fā)端連線的電路網(wǎng)絡(luò)可命名為RXD、TXD，12C總線可用SDA、SCL表示。
[0013]二、本發(fā)明的具體實施步驟
步驟一，把電路圖特征文件或數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件庫配置軟件
在電路圖設(shè)計完成之后，本發(fā)明的第一步工作是通過PCB設(shè)計軟件獲取電路圖特征文件或數(shù)據(jù)，并把電路圖特征文件或數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件庫配置軟件。
[0014]1、嵌入式軟件庫
為了提高開發(fā)效率，軟件開發(fā)人員一般都會建立或引用軟件庫。嵌入式軟件庫通常由處理器(CPU或MCU)配置程序、周邊設(shè)備的驅(qū)動程序、常用庫函數(shù)等組成。它提取了嵌入式系統(tǒng)中通用的軟件部分，方便不同的應(yīng)用項目移植使用。這種方法稱為軟件復(fù)用。軟件復(fù)用是在軟件開發(fā)過程中避免重復(fù)勞動的解決方案。通過軟件復(fù)用，軟件開發(fā)不再采用一切從零開始的模式，而是在已有的工作的基礎(chǔ)上，充分利用過去積累的知識和經(jīng)驗。
[0015]以TreeOS ComLib軟件構(gòu)件庫為例，它建立在TreeOS 1.0 MCU構(gòu)件化實時操作系統(tǒng)之上，內(nèi)容涵蓋了硬件抽象層、驅(qū)動程序、中間件以及用戶層。它主要包含:
I多種MCU配置程序:如STC、AVR、STM32等；
I 常用設(shè)備驅(qū)動程序:如Keyboard.c、RS232.c、I2C.c、PCF8563.c、24C64.c等組件； I常用的庫程序:如數(shù)學(xué)運算、字符轉(zhuǎn)換、界面顯示、數(shù)據(jù)存取等。
[0016]這些由專家編寫的、經(jīng)過長期實踐檢驗的軟件組件，經(jīng)過特化和簡單修改就可以直接使用于不同的應(yīng)用，極大地提高了軟件開發(fā)效率。
[0017]本發(fā)明的技術(shù)操作對象是嵌入式軟件庫，它們可以是已對外公開發(fā)行的軟件庫，也可以是個人或單位內(nèi)部使用的軟件庫。
[0018]2、軟件庫配置軟件
本發(fā)明的技術(shù)載體稱之為軟件庫配置軟件，它是軟件庫管理工具的一個組成部分，其功能是幫助開發(fā)工程師從軟件庫中挑選所需的軟件組件，并對組件進行特化和修改，以滿足特定應(yīng)用的要求。
[0019]步驟二，挑選組件
本發(fā)明的第二步工作是由軟件庫配置軟件依據(jù)電路圖特征文件或數(shù)據(jù)挑選適用的軟件組件。例如，附圖2是一個簡化的原理圖，結(jié)合TreeOS ComLib軟件構(gòu)件庫，其做法是:
從電路圖特征文件或數(shù)據(jù)中獲知，應(yīng)用系統(tǒng)需用到以下設(shè)備:單片機STM32F103C8T6、串口 UART1、存儲芯片AT24C64、I2C總線。相應(yīng)地從軟件庫中挑出以下軟件組件:MCU(STM32F103C8T6)、RS232、AT24C64、I2C(注:這些組件包括.c程序文件和.h頭文件)。
[0020]另外，輔助設(shè)計軟件經(jīng)過智能分析，還會列出一些相關(guān)的組件，供使用者選擇是否使用:例如RS485、E2PR0M等。
[0021 ]步驟三，組件的特化與修改
本發(fā)明的第三步工作是對挑選出來的軟件組件自動進行特化與修改，即確定參數(shù)或配置電路端口，以及修改部分軟件，以符合電路圖的要求和滿足特定應(yīng)用的需要。例如，對于I2C總線組件，需要配置其總線端口，即修改I2C.h頭文件中的相關(guān)宏定義。
[0022]軟件組件特化例:
Sdefine I2C_SCL_HGP10B_>BSRR= GP10_Pin_6
Sdefine I2C_SCL_LGP10B_>BRR = GP10_Pin_6
Sdefine I2C_SDA_HGP10B_>BSRR = GP10_Pin_7
Sdefine I2C_SDA_LGP10B_>BRR = GP10_Pin_7
Sdefine I2C_SDA_read(GP10B_>IDR & GP10_Pin_7)
另外，I2C.c文件中，i2c_init函數(shù)也需要修改，以適配電路圖中指定的1 口。
[0023]軟件組件修改例: void i2c_init(void)
{
GP1_InitTypeDef GP1_InitStructure;
//使能時鐘
RCC_APB2PeriphC1ckCmd(RCC_APB2Periph_GP1B, ENABLE);
//1口配置:SCL and SDAGP1_InitStructure.GP10_Pin = GP10_Pin_6;
GP1_InitStructure.GP10_Speed = GP10_Speed_50MHz;
GP1_InitStructure.GP10_Mode = GP10_Mode_0ut_0D; GP1_InitStructure.GP1_Pin = GP10_Pin_7;GP1—InitStructure.GP1—Speed = GP1—Speed—50MHz;
GP1—InitStructure.GP1—Mode = GP1—Mode—Out—OD;
GP1—Init(GP1B， &GP1—InitStructure);
I2C_SDA_H;
I2C_SCL_H;
}
三、本發(fā)明所述的對嵌入式軟件庫的挑選、特化與修改實現(xiàn)自動化的技術(shù)，可大大提高開發(fā)效率，并使嵌入式編程更加智能化。該技術(shù)已應(yīng)用于TreeOS ComLib軟件構(gòu)件庫，并成功應(yīng)用在多個單片機應(yīng)用項目上。實踐表明，利用該軟件庫結(jié)合本發(fā)明技術(shù)，絕大多數(shù)應(yīng)用項目可以實現(xiàn)70%以上的自動化編程。
【主權(quán)項】
1.一種自動完成嵌入式軟件庫的挑選與特化的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，從PCB設(shè)計軟件直接獲取電路圖特征文件或數(shù)據(jù)，然后把電路圖特征文件或數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件庫配置軟件； 第二步，依據(jù)電路圖特征文件或數(shù)據(jù)，由軟件庫配置軟件自動挑選出所用到的所有芯片或設(shè)備的相關(guān)程序組件(如驅(qū)動程序)，并經(jīng)過智能分析，推薦相關(guān)功能的程序組件供使用者進一步選擇； 第三步，依據(jù)電路圖特征文件或數(shù)據(jù)，由軟件庫配置軟件對上一步挑選出來的程序組件自動進行特化(specialize)與修改(modify)，即確定參數(shù)或配置電路端口，以及修改部分軟件，以符合電路圖的要求和滿足特定應(yīng)用的需要； 由此生成一個特定應(yīng)用組件集合，可供軟件庫配置軟件或使用者做進一步的處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的電路圖特征文件或數(shù)據(jù)包含電路中用到的芯片或設(shè)備的型號以及反映電路連接關(guān)系的信息。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述的芯片或設(shè)備型號以及電路網(wǎng)絡(luò)名稱等需要事先定義，不能沖突，使計算機能夠自動識別。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述方法的技術(shù)操作對象是嵌入式軟件庫，它們是已公開發(fā)行的軟件庫或個人、單位內(nèi)部使用的軟件庫。
【文檔編號】G06F9/44GK106095459SQ201610447537
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】林添孝
【申請人】林添孝