嵌入式系统开发中UML的应用探讨
嵌入式系统及应用研究方向
嵌入式系统及应用研究方向嵌入式系统是指将计算机技术应用于各种终端设备中，通过嵌入的方式实现特定功能的计算机系统。
嵌入式系统广泛应用于家用电器、通信设备、医疗设备、交通工具等各个领域，并且随着科技的发展，嵌入式系统的研究方向也不断拓展。
以下是对嵌入式系统及应用研究方向的探讨。
一、嵌入式系统的基础研究方向：1. 硬件设计与控制：嵌入式系统的硬件设计是其基础，包括电路设计、片上系统设计、芯片设计等。
在硬件控制方面，研究人员不仅需要了解各种传感器、执行器等硬件设备的工作原理，还需考虑如何设计高效稳定的控制算法和电路设计，以实现设备的自动化控制。
2. 嵌入式操作系统与驱动开发：嵌入式系统通常需要使用专门的操作系统和驱动程序来管理和控制硬件设备。
研究方向主要包括操作系统的内核设计与实现、驱动程序的开发与优化，以及嵌入式操作系统与硬件设备的兼容性研究等。
3. 实时系统与软件可靠性：嵌入式系统中许多应用要求对系统的实时性能和可靠性有较高的要求。
研究方向主要包括实时任务调度算法的设计与优化、系统实时性能的测评与测试、软件工程与可靠性设计等。
4. 嵌入式软件开发：嵌入式软件开发是嵌入式系统的核心内容之一。
研究方向主要包括嵌入式软件架构设计、嵌入式编程语言和工具的研发、嵌入式软件测试与调试等。
5. 网络与通信技术在嵌入式系统中的应用：随着互联网的普及和物联网的兴起，嵌入式系统越来越多地与外界进行数据交互和通信。
研究方向主要包括网络协议的适配与性能优化、嵌入式系统的远程监控与管理、嵌入式系统的安全性与隐私保护等。
二、嵌入式系统的应用研究方向：1. 智能家居与物联网：智能家居是指通过嵌入式系统和物联网技术实现家庭设备的智能化管理和控制。
研究方向主要包括家庭设备的集成与互操作、智能家居系统的安全性与可靠性、以及智能家居与能源管理、健康监测等领域的结合等。
2. 智能交通与车联网：智能交通系统以及车联网是嵌入式系统的另一个重要应用领域。
UML原理与应用
UML原理与应用UML（Unified Modeling Language）是一种标准的图形化建模语言，它提供了一套丰富的符号和构造，用于描述软件系统的结构、行为和交互。
UML不仅仅是一种用于建模的语言，更是一种软件工程中的艺术和科学。
它的设计原则是简洁、直观和易于理解，适用于各种软件开发方法和过程。
UML的核心概念主要包括结构图和行为图。
结构图用于描述系统的静态结构，其中最常使用的是类图、对象图和组件图。
类图描述了系统中的对象和它们之间的关系，其中包括类、接口、关联、继承、依赖等元素。
对象图是类图的实例化，用于描述系统中的具体对象和对象之间的关系。
组件图则描述了系统中的组件和组件之间的关系，可以用于描述系统的模块化结构。
行为图用于描述系统的动态行为，其中最常使用的是用例图、活动图和状态图。
用例图用于描述系统的功能需求，其中包括参与者、用例、关联关系等元素。
活动图描述了系统中的控制流程和并发行为，可以用于描述系统的业务流程、算法等。
状态图描述系统中对象的状态转换和事件触发的流程，可以用于描述系统的状态变化和状态机制。
UML不仅仅可以用于系统设计和分析，还可以用于系统开发的各个阶段，包括需求分析、设计、编码和测试等。
在需求分析阶段，可以使用用例图和活动图来描述系统的功能需求和业务流程。
在设计阶段，可以使用类图和组件图来描述系统的结构和模块化设计。
在编码阶段，可以使用类图来实现系统的类和对象，并通过序列图来描述类之间的交互。
在测试阶段，可以使用状态图来描述系统的状态变化和状态转换的测试用例。
除了用于系统开发的各个阶段，UML还可以应用于系统维护和演化。
通过使用UML建模工具，可以方便地对系统进行分析和改进。
比如在系统维护阶段，可以使用类图来识别系统中的代码重复和耦合，从而进行代码重构。
在系统演化阶段，可以使用组件图来识别系统中的模块，从而进行模块化的重构。
总之，UML是一种广泛应用于软件工程的建模语言，它提供了一套丰富的图形符号和构造，用于描述软件系统的结构和行为。
基于UML的嵌入式实时控制系统的建模与实现
ＵＭ Ｌ 。 Ｂａ ｅ ｏ ｅ ｓ ｇ ｎｄ Ｒｅ ｌｚ ｔｏ ｎ 。 ｓ ｄ Ｍ ｄ ｌＤｅ ｉ ｎ ａ ａ ｉ ａ ｉ ｎ ｉ Ｅｍ ｂ ｄｄ ｄ Ｒｅ ｌ 。Ｔｉ ｅ Ｃｏ ｒ ｌＳ ｓ ｅ ｅ ｅ ａ 。 ｍ ｎｔ ｏ ｙ ｔ ｍ
Ｗ ＡＮＧ ａ － ｉｇ ， Ｘｉｏｐｎ ＸＵＡＮ －ｅ 一 Ｚ Ｌｅｆｉ，， ＨＡＮＧ ｅ Ｗ ｉ
代码 的 自动生 成 ， 提高 了软 件设计 和实 现 的效 率 、 量 、 这 质 维护性 和扩 展性 。
关键 词 ： 准建 模语 言 ； 入式 系统 ； 标 嵌 实时控 制 ；Ａ ｉ ａ Ｔ Ｔ Ｉ Ｒｖ ｕｌ Ａ Ｅ ｓ Ｓ 中 图分类 号 ： ） ２ １ ｎ ３ ． ０ 文献 标识 码 ： Ａ 文章 编号 ：６ ３ ２ ｘ ２ ｏ ）７ ２９ ３ １ ７ —６９ （Ｏ ６０ —０３ —０
证到 编码 这一 整个过 程 的模型 系统及 建模 方法 变得越 来越 重要 。用 Ｕ 对嵌 入式 系统 进行 面 向对 象分 析 与设 计 ， 以电 Ｍ１ 并
梯实时控制系统为例， 建立系统的静态模型和动态模型。在 Ｉ Ｒｖ ｕｌ Ａ Ｅ环境下， Ａ ｓａ Ｔ Ｔ ｉ Ｓ 分析系统状态 ， 实现了从状态图到 Ｃ
ｔｏ ￣ ｔ ｓａ ｘ ｍ ｐｅ．Ｉ ｎ ｌｚｓｓ ｔ ｔｔ ａ ｄｔａ ｓｏｍｓｓａｅｄａ ｒｍｓｉｔ ｃ ｄ ｕｏ ｔ ａｌ ｎ Ｉ 、 ｒｌｓ ｅ ａ ｎ ｅ ａ ｌ ｔ ａｙ ｅ ￣ ｅ ｓ ｅ ｎ ｒ ｎ ｆｒ ｔｔ ｉｇ ａ ｍ ａ ｍ ａｓ ｎｏＣ ｏ ｅａ ｔｍａｉ ｌ ｃ ｙｉ ＡＲ ｆｃｅ ｃ ｉｉｎ ｙ，ｑ ａｉ ｕｌｔ ｙ，ｍａｎ ｅａ ｃ ｎ ｄ ｅ ｐ ｎ ｉｉｔ ｏｆ ｏｔ ｒ ｅｉｎｎ ｗｏ ｌ ｅｉ ｐ ｄｂ ｓｄ Ｏ ｈｓｍｅｈ ｄ． ｉｔｎ ｎ ｅａ ｘ ａ ｓｂｌ ｉ ｙ ｆｗａｅｄ ｇ ｉ ｓ ｓ ｇ ｕｄ ｂ ｍ ｍｖ ａｅ Ｎｔ ｉ ｔｏ Ｋｅ ｒ ｓ ｕ ｆｅ ｄ ｌ ｎ ｕｇｅ ｅ ｂ ｄ ｅ ｙ ｔ ；ｅ ｌ ｔ ｅｃ ｎ ｒｌＩ ｙ ｗｏｄ ： ｎｉ ｄｍｏ ｅｉ ｌ ｇ ａ ｉ ｇ ｎ ａ ｍ ｅ ｄ ｄ ｓ ｓｅ ｒａ — ｉ ｏ ｔｏ ；ＡＲ ｉ ａ ＡＴＥ ｍ ｍ ｖｓ ｌ ｕ
基于UML的嵌入式软件开发
员的时间和精力主要花在熟悉不 同
最后提供一种可参考的基于模型 的 的硬件、软件及其代码的开发上。
嵌入式软件开发环境 。希望能够为 嵌入式开发人员带来一 些指导。
在 这 样不 但造 成 嵌入 式系 统 开 型的方 式表达 出来 ； 架构 阶段 ，
Ｔｅｅｏ ｉ ｌｌｇ ｃ提供 了一款 基于模 到实时 、嵌入 式操 作系统。 Ｒｈ ｐ ｏ ｙ改进 了设 计方法 ： ａ ｓｄ
Ｕ Ｍ 是极 好 的建 模 语 言 ， 型 的嵌入 式软件开 发环 境 Ｒｈａ － Ｌ ｐ
ＵＭＬ具 有很详细的语法语义 ，可 ｓ ｄ （ ｏ ｙ 中文名 ： 狂想 曲） 。它 的设计 用户可在 主机环境 上重复执 行和验 以构建 完善 的系统并最终打 印成文 思想是用一个平台概括或近乎概 括 证软件 ，然后直接将其转移到嵌入 档。 ＵＭＬ 语言提供 了多视角 ， 可用 设计的各个环 节。如它 可用于建模 式 目标机上进行测试 。 于描述 系统 中被关注的不 同事物及 的前期分析、验证 、测试或生成 文 实 现的不 同行为（ 视角在 ＵＭＬ语言 档等。在该环境 中客户可加入 自己 中被称之 为图） 。 随着 参与项 目的人越来越 多 ，
嵌入式开发
当前 ， 嵌入式系统已在国防、 航
能 以降 低系统 复杂 度 ，甚 至有 近
ｌ％ 的项 目可 能 被直 接 撤 消 。 ８
嵌入式市场 巨大 ，但嵌入式的
为了解决该矛盾 ，需要改进开
开发中存在很多 问题 ，于是出现了 空航 天、工业控制及信息家电等领 发流程、提高 团队的开发效率 ，因
员 专 注 于 建 立 产 品 的 模 型 和 结 构 ， 架构代价高 昂。
嵌入式系统应用技术的研究与开发
嵌入式系统应用技术的研究与开发嵌入式系统是一种电子计算机系统，它是特别设计用于执行特定功能的计算机系统。
这种系统常用于控制和监视系统，如智能手机、数字相机、车载音频系统等。
为了实现嵌入式系统的工作，需要使用一系列技术和工具来进行开发和应用。
本文将探讨嵌入式系统应用技术的研究与开发，包括嵌入式系统基本原理和常用技术，以及嵌入式系统应用开发的方法和工具。
一、嵌入式系统基本原理嵌入式系统本质上是一个计算机系统，它具有计算、存储、控制和通信等功能。
由于嵌入式系统的特殊应用环境，它的体积、功耗、成本和性能等方面都有较高的要求。
嵌入式系统通常由下列组成部分组成：1. 主处理器/控制器主处理器/控制器是嵌入式系统的核心，负责计算、控制和管理系统的硬件和软件资源。
主处理器/控制器的类型和性能直接决定了系统的功能和性能。
常见的主处理器/控制器有ARM Cortex系列、Intel x86系列、MIPS系列等。
2. 存储器存储器用于存储系统程序和数据。
由于嵌入式系统的体积和功耗都有限制，因此存储器通常采用闪存、EEPROM、SRAM等低功耗、小体积的型号。
3. 输入/输出设备输入/输出设备用于与外界进行数据交换，如键盘、鼠标、显示屏、声卡、网卡等。
嵌入式系统通常使用专用的输入/输出设备，以满足应用需求和耗能要求。
4. 网络设备网络设备负责系统与外部网络通信，如以太网卡、无线网卡、蓝牙模块等。
网络设备的选择和配置决定了系统的通信速度和稳定性。
二、嵌入式系统常用技术1. 硬件设计嵌入式系统的硬件设计主要涉及主处理器/控制器的选择、连通性设计、电源管理等方面。
硬件设计的质量和性能直接决定了嵌入式系统的稳定性和能耗水平。
2. 软件开发嵌入式系统的软件开发主要涉及核心程序设计、驱动程序编写、通信协议实现等方面。
软件开发的质量和可靠性直接决定了嵌入式系统功能的实现和应用效果的稳定性。
3. 中间件中间件是嵌入式系统开发中常用的技术。
计算机软件开发及嵌入式软件应用思考
计算机软件开发及嵌入式软件应用思考随着科技的不断进步和社会的不断发展，计算机软件开发及嵌入式软件应用已成为一种趋势和必然。
计算机软件是指以计算机程序为载体的软件系统，它包括了应用软件、系统软件、服务软件等多种类型。
而嵌入式软件则是指嵌入在设备中的软件，例如手机的操作系统、智能家居的控制系统等。
在当今信息时代，计算机软件开发及嵌入式软件应用已经贯穿于各行各业，成为了现代社会发展的重要支撑。
我们来看看计算机软件开发。
计算机软件是现代社会不可或缺的一部分，它极大地改变了我们的生活和工作方式。
从家庭到企业，从政府到教育，无一不受益于计算机软件的发展。
而计算机软件的开发，则是推动计算机软件发展的重要环节。
计算机软件开发涉及了多个方面的技术和知识，包括编程语言、算法设计、数据库技术等。
随着大数据、人工智能等技术的发展，计算机软件开发也越来越复杂和多样化。
互联网的兴起也催生了很多新的软件开发方向，例如移动应用开发、云计算、区块链等。
计算机软件开发是一个不断变革和发展的领域，需要开发人员不断地学习和更新知识。
嵌入式软件应用也是当前社会的热门话题。
嵌入式软件是指嵌入在各种设备和产品中的软件，它能够控制和管理设备的各种功能，例如智能手机、家用电器、汽车、工业控制系统等。
嵌入式软件应用已经广泛应用于各行各业，它提高了产品的智能化、自动化、便捷化，并且极大地改善了人们的生活和生产方式。
随着物联网、人工智能等技术的发展，嵌入式软件应用也在不断发展和扩展，成为了数字化社会中的核心技术之一。
在计算机软件开发及嵌入式软件应用方面，还存在着一些问题和挑战。
技术更新换代非常快，开发人员需要不断学习和更新知识，随时紧跟行业的发展趋势。
软件安全问题也成为了人们关注的焦点。
随着计算机软件和嵌入式软件的广泛应用，安全漏洞和隐私泄露等问题也日益严重。
软件开发的成本和时间也是一个挑战，特别是对于一些大型的软件系统或者嵌入式软件产品，需要花费大量的人力、物力和财力来进行研发和测试。
UML建模的嵌入式系统开发方法研究
应 用 ， 秒 表 系 统 为 例 阐 述 ＵＭ Ｉ 用 于 嵌 入 式 系 统 的 开 以 应 发 过程 。
成 本 、 积 、 耗 等 严 格 约 束 的 专 用 计 算 机 系 统 。嵌 入 体 功 式 系统 是 先 进 的计 算 机 技 术 、 网络 通 信 技 术 、 制 理 论 、 控 半 导 体 技 术 和 现 代 电子 技 术 与 各 行 业 具 体 应 用 相 结 合 的 产
ＵＭＬ建 模 的 嵌 入 式 系统 开 发 方 法 研 究
周 志 锋 ， 博 ， 广 富 徐 孙
（ 防科 学 技 术 大 学 电 子 科 学 与 工 程学 院 卫 星导 航 定 位 研 发 中心 ， 沙 ４ ０ ７ ） 周 长 １ ０ ３
摘 要 ：介 绍 了嵌入 式 系统 的 特 点 ， 结 了开 发 嵌 入 式 系统 所 要 解 决 的 关键 问 题 ， 证 了使 用 ＵＭＬ 开发 嵌 入 式 系统 的 可 总 论
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｓ：ｅ ｂｅ ｅ ｙ ｔ ｍ ；Ｕ Ｍ Ｉ ；Ｒｈａ ｏｄ ｄ ｍ ｄｄ ｄ ｓ ｓ ｅ ｐｓ ｙ
点 的 角 度 出发 ， 论 ＵＭＬ在 嵌 入 式 系 统 开 发 中 的研 究 与 讨
引 言
嵌 人 式 系 统 是 指 以 应 用 为 中 心 ， 计 算 机 技 术 为 基 以 础 ， 硬 件 可 裁 剪 ， 应 应 用 环 境 对 功 能 、 时性 、 靠 性 、 软 适 实 可
关键 词 ： 入 式 系统 ； 嵌 ＵＭＩ；１ ． ３ １５
文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｒｅ ｅａ ｃ ｆＤｅ ｅｌ ｍｅｎ ｅ ｈ ｄ ｏ ｓ ｒ ｈ ｏ ｖ ｏｐ ｔＭ ｔ ｏ ｆＥｍ ｂ ｄ ｄ Ｓｙ ｔ ｅｄ ｅ ｓ ｅｍ ｓ ｄ Ｏｎ ＵＭＬ Ｍｏ ｅｌ ｇ Ｂａ ｅ ｄ ｉ ｎ
结合硬件特征的UML建模方法在嵌入式系统中的应用
湖 南 工 业 职 业 技 术 学 院 学 报 Ｊ 瓜ＮＡ ． Ｆ Ｈ Ａ 帅 Ｕ． ＲＹ ＩＩ ｏＩ ＩＯ Ｎ ； ． Ｉ Ｐ）腼 Ｃ 卸 Ｃ
Ｖｏ ０ № ４ Ｌｌ ＡＩ ２ １ Ｉ ００ 孚
结合硬件特征 的 Ｕ Ｌ建模方法 Ｍ 在嵌入 式系统 中的应 用
２ Ｄ ｐ ｍｎｎ ｆＥｅｔｃｌ ｎ ｉｅｒ ｇ ｕ ａ ｄ ｒ Ｐｌ ｅｈｌ， ｈ ． ｅａ ｅｔ ０ ｌｃ ｉ ｇ ｅｉ ，Ｈ Ｎ ｎＩ ｍｍ ｏ ｔｃ ｎ Ｃ ∞萨ｈ ４ ００ ，Ｈ ｍ ） ｒａ Ｅ ｎ ｎ ｎ ｙ ｙ ｃ １２ ８ ｕ
【 ｂｔａｔ Ａ ｓ ｃ］ ｒ
Ｉ ｈ ｏｅｎ ｅ ｂｄｅ ｓ ｍ，ｈ Ｕ Ｌｉｗａ ｎ ｅ ｒｔｎ ｆａ ｗｌ ｅｔ ａｄ ｏｎｃｎ ｗｔ Ｉｒ ｎｔ ｄｌｇ ｆｍ ｅｄｄｓ ｔ ｔ Ｍ ｓ ｅｋｉｄｓ ｉ ｏ ｈｒ ａ ａ ￣ ｎ ｎｅｔｇ ｉ ｌｄ ｅｍ ｉ ０ ｙｅ ｅ ｃｐ ｏ ｄ ￣ｆ ｕ ｉ ｃ ｉ ｈ ａ眦
原 有 基 础 上 成 长 ｊ 。
二、 使用 ｕ Ｌ Ｍ 建模的优势
嵌入式 系统 传统 开发 观念偏 向从 硬件 看 软件 ， 硬件 作 把
为产 品基 础 ， 而软件作为实现 方法 ， 他们 的关 系类 似树干 和树 叶的关 系。这种设计方法在简单的程序开发过程 中很适用 ， 但
［ ｙ ｗ ｒ ｓ Ｕ Ｌ ｅ ｂｄｅ ｓｍ； ａ ｗ ａ ｒ ； ｅ ｌ ｍ ｎ ｐ ｃ ｓ Ｋｅ ｏｄ ］ Ｍ ； ｍ ｅｄｄｓ ｔ ｈｒ ｍ ｆ ｔ ｅ ｄｖ ｏ ｅｔ ｒ ｅ ｙｅ ｄ ｅｕ ｓ ｅ ｐ ｏ ｓ
系统的生命周期。 ２ ．传统嵌入式系统开发大 多采取 软件与硬件分 开设 计的
（． ｏｔ Ｃ ｉａＥｅｔｃＰ ｗ ｒ ｎｖｒｉ Ｓｈｏ ｆ ｌ ｔｃｌ Ｅｅｔ ｎｃＥ ｇ ｅｒ ｇ ｅ ｉ ０ ００； １ Ｎ ｒ ｈｎ ｌ ｒ ｏ ｅ ｉｅｓｙ， ｃｏｌ ｅ ｒ ａ ＆ ｌ ｒ ｉ ｎｉ ｅｉ ．Ｂ ｉｎ １０ ０ ｈ ｃｉ Ｕ ｔ ０Ｅ ｃｉ ｃｏ ｎ ｎ ｊｇ
UML在嵌入式系统开发中的应用
的是 如何在给 出的各种约 束条 件下给 出恰 当的项 目毹 让 成 员之间 的合作 、软件模 块和软 硬件 之 间的协 同开 决方 案 ，涉及到 生成具体 的抽 象类及 软硬 件平 台的选 发 ，以及具体 化客 户需 求的过 程都更加 规范 。 当前主
１． １ 、需 求 ：用例 图来 刻画客 户 的需求 。通过 用
益 扩大 ，人 们对 嵌入 式系 统需 求的 日益增 加 ，与此 同 例建模 ，发掘是 谁 与系统打 交道 、系统 的主 要功能 、 时用户 对嵌入 式 系统 的功能 、可 靠性 、体积 、功耗 等 系统 与外部 的交 互是是 如何 进行 的。通 过商 业过程 和 方面也 有 了更高 的标准 ，正 因如 此 ，现 如今 的嵌 入式 用户 需要构 建 的系统进 行分 析 ，可 以准 确把 握住 用户 系统 变得更 加复 杂 。那么 如何高 效率 的开 发一个 嵌入 的需求 ，保 证最终完成的系统完全 符合 用户的需要 。 １． ２ 、分 析 ：此阶段 主 要是对 用户 给 出的需 求进 式 系统 ，是一 个 当前急 需解决 的课题 。ＵＭＬ 是 一种定 义 良好 、易于表 达 、功能 强大且 普遍 适用 的建模 语言 行进一 步 的分 析 ，明确 问题 的细 节 。Ｕ ＭＬ 中的类 图能
统 开发 方法 ，并将其应用到 一个 名为数码相框 的实 际嵌入 式项 目中。应用结果表 明：结 合Ｕ Ｍ Ｌ 来开发嵌入式系统能够很好 的解决开 发过程 中从需 求分析 到实际测试各 阶段 的一
操作系统的嵌入式系统开发与应用
操作系统的嵌入式系统开发与应用随着科技的不断发展，智能手机、智能家居、智能汽车等嵌入式系统正逐渐渗入我们的生活中。
而这些嵌入式系统的核心，即操作系统，对其性能和功能发挥着至关重要的作用。
本文将探讨操作系统在嵌入式系统开发与应用中的重要性和挑战，并介绍一些常见的嵌入式系统开发和应用领域。
一、嵌入式系统开发的基本概念嵌入式系统是指嵌入到特定设备或系统中的计算机系统，是以完成特定功能为目标的计算机系统。
与通用计算机不同，嵌入式系统通常具有功耗低、体积小、性能高、实时性要求高等特点。
在嵌入式系统中，操作系统扮演着极为重要的角色，它负责协调和管理系统的各个硬件和软件资源，提供给应用程序访问这些资源的接口。
二、嵌入式系统开发的挑战在嵌入式系统开发中，操作系统面临着多方面的挑战。
首先，嵌入式系统通常具有实时性要求，即需要在一定的时间范围内完成特定任务。
因此，操作系统需要提供可靠的实时性能。
其次，嵌入式系统的资源有限，如处理器、存储器等。
操作系统需要高效地管理这些资源，以尽可能优化系统的性能。
此外，嵌入式系统通常需要与外部设备进行通信，操作系统需要提供相应的驱动程序和接口，以实现与设备的正常交互。
三、嵌入式系统开发的应用领域1. 汽车电子系统随着汽车技术的不断进步，现代汽车的电子系统已经越来越复杂。
从发动机控制、车身电子到导航、娱乐等功能，嵌入式系统已经在汽车中扮演着不可或缺的角色。
操作系统在这些系统中的作用是通过控制和管理各种电子设备，提高汽车的性能、安全性和舒适性。
2. 智能手机和平板电脑智能手机和平板电脑作为现代人生活中不可或缺的工具，其中的嵌入式系统负责管理和协调各种硬件和软件资源，提供用户友好的界面和流畅的操作体验。
操作系统在智能手机和平板电脑中的关键任务包括进程管理、内存管理、资源调度等。
3. 工业自动化工业自动化系统需要嵌入式系统来完成各种自动化任务，如传感器数据的采集和处理、设备控制等。
嵌入式操作系统可以通过调度和管理任务，提高工业自动化系统的效率和稳定性。
嵌入式系统的开发和应用
嵌入式系统的开发和应用近年来，随着科技的不断发展，嵌入式系统在日常生活中的应用越来越广泛。
嵌入式系统是一种集成了硬件和软件的系统，广泛应用于汽车、家电、医疗设备等各个领域。
本文将介绍嵌入式系统的开发过程以及在各个领域中的应用案例。
一、嵌入式系统的开发过程嵌入式系统的开发是一个复杂的过程，需要经过多个阶段。
首先，开发团队需要明确系统的需求和目标。
在这一阶段，团队成员将确定系统的功能、性能、接口等要求，并制定开发计划。
接下来是嵌入式软件的开发。
软件开发通常包括需求分析、系统设计、编码和测试等过程。
在需求分析阶段，开发团队将进一步细化系统需求，并确定软件的功能和架构。
然后，根据需求分析的结果，团队将开始进行系统设计和编码工作。
最后，开发团队将进行软件测试，以确保系统的正确性和稳定性。
与软件开发同时进行的还有硬件开发。
硬件开发包括电路设计、原型制作和验证等环节。
在电路设计阶段，开发团队将根据系统需求设计硬件电路，并进行模拟和验证。
然后，团队将制作硬件原型，并进行功能验证和性能测试。
最后，团队将对硬件进行调试和优化。
二、嵌入式系统在汽车行业的应用嵌入式系统在汽车行业的应用是最为广泛的之一。
现代汽车中的许多功能都离不开嵌入式系统的支持。
例如，车载娱乐系统、导航系统、倒车雷达等都是基于嵌入式系统开发的。
这些系统可以提供丰富的娱乐功能和导航引导，提高驾驶乐趣和安全性能。
此外，嵌入式系统还在汽车的动力系统中发挥着关键作用。
例如，发动机控制系统、传动系统、制动系统等都是依靠嵌入式系统来实现精确控制和优化性能。
这些系统通过嵌入式软件和硬件的协同工作，使汽车具备更高的燃油效率和更好的操控性能。
三、嵌入式系统在家电行业的应用随着智能家居的普及，嵌入式系统在家电行业的应用也越来越广泛。
现代家电产品如智能电视、智能音箱、智能冰箱等都采用了嵌入式系统。
这些系统可以提供更好的用户体验，实现与用户的互动和智能化控制。
以智能电视为例，它通过嵌入式系统实现了多媒体播放、应用下载、智能推荐等功能。
UML扩展机制在嵌入式实时建模中的应用
间约束 ， Ｊ那就要定义时钟版型和超时事件版型。 １２ 通信描述 ． 在实时系统 中， 用活动类抽象现实中的并发行 为， 活动对象是并发 执行 的； 事件是系统 活动 的驱 动器 ， 所有 出现 的事 件及事件 的行 为必须有定 义， 事件会引起状态 的迁移； 活动对象之间一般使用信 号与消息进行同步和异步通信 Ｏ 事件 ： 定义为类 ， 将它 的类 别 、 优先级 、 处理 时 间请求等特点定义为类的标志值或对象 的属性。 信号 ： 是事件 的一种特殊形式 ， 为“ 称 可能发生 的命名事件” 用版型《ｉ ａ 描述。 ， ｓ ｎ１ ｇ ）
： １． ．． ． 一 ． ． ． ．
异步事件 ： 用异 步消息 表达 ， Ｍ Ｕ Ｌ支 持线程 间
发 送异 步 消息 。
同步 ： Ｍ Ｕ Ｌ对 同步支持有 限， 需要定义版 型或
性 质来 描述 。 通 过上 述讨论 和 扩展 ， 嵌 入 式 实 时 系 统 建模 对
图 ２ 系 统 类 图
辅 助说 明 。另外 ， 可 以在 状 态 图 中描述 时 间 和时 也
导致系统终止 ， 飞机控制系统 、 如 救生系统 、 火车 自 动控制系统等都 是硬实 时系统 ； 软实 时系统 中， 偶 尔允许接受一个迟缓的或不正确的响应 。 因此 ， 设计嵌 入式实时 系统 的要求 比较高 ， 嵌 入式实时系统建模 需要描述 下列情况 ： 时间需求 、 异步事件处理 、 通信、 并发和同步。 那么如何 用 Ｕ Ｌ来 描述实 时嵌入 式系统 呢？ Ｍ 我们 利用 Ｕ Ｌ的扩展机 制将 实时建模 信息 加 到 Ｍ Ｕ Ｌ Ｍ 图中， 特别是动态 图中， 以实现用 Ｕ Ｌ元模 型 Ｍ 和语义来描述实时系统。
术的代 表， 在嵌入式系统 设计建模 中已经获得 了广
用UML建模开发嵌入式软件
图 １ 系统 硬 件 框 图
作为面向对象 建模 的工业 标 准 ， ＵＭＬ ３ ］ 乎 被 所 ［ ４几 ． 有 面 向对 象 的 软 件 项 目所 使 用 。 这 个 项 目也 使 用 ＵＭＬ
用 ， 些 工具 允 许 应 用 规 范 的 面 向对 象 分析 和设 计 的 方 法 这
出 一 种 新 的 方 法 ： 面 向对 象 方 法 进 行 分 析 和 设 计 ， 后 用 最
直 接 用 Ｃ语 言 进 行 编 码 。
１ 应 用 实例
绕 线 机 控 制 系 统 是 一 个 控 制 两 个 电 机 的 单 片机 控 制
维普资讯
傩
用 Ｕ Ｌ 模 开发嵌 入式 软 件 建 Ｍ
■ 华 中科 技 大 学 郑 孝 洋 沈 安 文 陈 光 东
关键词
面 向对 象 嵌 入 式 ＵＭＬ 统 一 建 模 语 言
经 有 人 提 出过 一 些 方 法 Ｅ－］ 主 要 集 中在 用 Ｃ语 言来 实 现 １ ， ２
与 理 论 ， 离 纠 缠 不 清 的 源 代 码 ， 得 构 建 和 设 计 变 得 更 远 使 直 观 、 容 易理 解 与修 改 ， 而 大 大 提 高 开 发 效 率 。 更 从
嵌 入 式 系统 的 应 用 越 来越 广 泛 ， 入 式 计 算 机 在 数 量 嵌 上 远 远 超 过 了 各 种 通 用 计 算 机 。嵌 入 式 软件 的 开 发 与 Ｐ Ｃ
发 的程 序 更健 壮 ； 于 面 向对 象 编 程 的可 重 用 性 ， 以 在 由 可 应 用程 序 中 大量 采 用 成 熟 的 类 库 ， 而 缩 短 了 开 发 时 间 ； 从 继 承 和封 装使 得 应 用 程 序 的修 改带 来 的影 响 更加 局 部 化 ， 应 用程 序 更 易 于 维 护 、 更新 和 升 级 。 另外 ， ＵＭＬ建 模 语 言 和 Ｒ ｓ 等 Ｃ Ｅ工 具 为 面 向对 象 的 流 行 也 起 了 很 大 作 ｏｅ ＡＳ
UML在需求分析过程中的应用
UML在需求分析过程中的应用需求分析是软件开发过程中至关重要的一步，它的目的是通过深入了解用户需求，明确软件系统的功能和性能要求，为后续的设计和开发工作提供依据。
在需求分析过程中，统一建模语言（Unified Modeling Language，简称UML）作为一种通用的软件建模语言，被广泛应用于软件系统的描述、设计和分析。
UML提供了一套丰富的图形符号和规范，可以帮助分析人员更好地理解和描述系统的功能和结构。
以下是UML在需求分析过程中的几个常用应用。
1. 用例图用例图是UML中最常见的一种图形符号，它描述了系统与外部用户之间的交互。
在需求分析中，用例图可以帮助分析人员识别系统的主要功能，并将其与用户需求进行对应。
通过用例图，可以清晰地展示系统的各个功能模块以及它们之间的关系，有助于团队成员之间的沟通和理解。
2. 类图类图是描述系统中类和类之间关系的一种图形符号。
在需求分析中，类图可以帮助分析人员理清系统的对象结构，明确各个类之间的关系和属性。
通过类图，可以清晰地表示系统中的实体对象及其属性、方法和关联关系，有助于识别系统中的核心对象和关键功能。
3. 时序图时序图是描述系统中对象之间交互时序的一种图形符号。
在需求分析中，时序图可以帮助分析人员理解系统的交互流程，明确各个对象之间的消息传递顺序和时机。
通过时序图，可以清晰地表示系统中各个对象的行为和交互方式，有助于分析人员识别系统中的潜在问题和风险。
4. 状态图状态图是描述系统中对象状态转换的一种图形符号。
在需求分析中，状态图可以帮助分析人员理解系统中对象的状态变化规律，明确各个状态之间的转换条件和动作。
通过状态图，可以清晰地表示系统中各个对象的状态及其转换规则，有助于分析人员识别系统中的状态冲突和不一致性。
除了以上几种常用的UML图形符号外，UML还提供了一些其他的图形符号，如活动图、包图、部署图等，它们在需求分析过程中也有一定的应用。
通过这些图形符号的使用，分析人员可以更加直观地描述和分析系统的各个方面，从而更好地满足用户的需求。
基于UML的嵌入式软件开发
于 ， ｈｐｏ 可令开发人员直接在图形界面进行调试 ， Ｒ ａ ｓｄ ｙ 消除逻辑错
误及功能性需求错误 ： ． 三 代码和模型的自动相关 ， 嵌入式设计大部 分用于军工、通信乃至医疗领域 ，因此希望能实时看到模型各部分 对应的代码。Ｒ ａ ｓｄ ｈ ｐｏ ｙ系统中的代码可读、 可修改 修改后的代码还可进行自动更新 这对嵌入式系统非常重要。
当前 ， 嵌入式软件开发多采用文档形式。文档式嵌入式系统的局限在于． 文档本身在传递过程
中不可被测试 ． 由此各阶段问形成 了沟通障碍。由于不可测试 ， 需求的错误被逐层积累 ， 只有系统测
试时才能发现。这就产生了矛盾： 大部分错误在前面已经形成， 但只能在后面发现。因此， 在纠正错
一
一
…
…
…
而后进行系统架构 ． 系统由两部分构成 ： 软件及硬件。硬件方 面． 需掌握硬件提供的功能 ． 如发光发声 ， 键盘输入及其具体接口ｉ
— ｃ
， “ － ” －
软件方面． 报警控制器是软件的主架构． 而如何控制硬件如马达、 发光二极管等． 则是一个系统级架构。 明确系统架构后 ． 则需给 出可行性设计方案 ， 通常会先提供几 种不同的设计方案以备选择。 以本系统为例 ， 既可以采用复位的解
括设计的各个环节。 它可用于建模的前期分析、 如． 验证、 测试或生
０人 ～ 叶
成文档等。在该环境 中客户可加入 自己的 Ｃ或 Ｃ＋＋ 代码 。 Ｒａ ｓｄ ｈ ｐｏｙ的功能包括： 一． 自动生成代码 ， 在系统 中输入状态 机 模型架构或软件架构 ， 系统即可生成 Ｃ语言代码 ： 验证模型 二，
UML建模的六种图解释与应用
UML建模的六种图解释与应用UML（Unified Modeling Language）是一种用于软件系统开发和设计的标准化语言，由Grady Booch、James Rumbaugh和Ivar Jacobson等大师共同开发。
UML不仅具有图形化表示系统结构的能力，还能够从不同角度分析和设计软件系统的结构。
UML中的图形化表示是UML建模的关键特点之一，下面将解释UML的六种图。
一、用例图用例图是UML建模的第一种图形化表示法，它对系统的功能进行了整体把握，并说明系统和外部环境之间的交互关系。
在用例图中，系统和外部的人员和物体都表示成参与者，而系统和外部参与者之间的交互行为则用用例来描述，用例可以表示系统的内部处理过程或与外界协调完成的事件。
例如，我们可以使用用例图来表示一个在线购物网站的功能，网站本身就是一个系统，用户可以通过在网站上购买商品，而交互行为包括注册、登录、搜索商品、加入购物车、下订单以及查询订单等操作。
在用例图中，网站就是系统，用户是参与者，用例分别表示各种交互功能。
二、类图类图是UML建模的第二种图形化表示法，它主要用于定义系统中的对象的属性和方法，并描述这些对象之间的关系。
在类图中，类是表示系统中实际对象的模型，类包括类名、属性和方法，类之间的关系一般有继承、关联、聚合和组合四种。
例如，我们可以使用类图来表示一个学生选课系统，其中学生和课程就是类，属性包括学生的姓名、学号、所选课程等，方法包括选课、退课等，类之间的关系可以用关联和聚合来表示。
三、时序图时序图是UML建模的第三种图形化表示法，它主要用于描述系统中的对象之间的交互过程，包括对象之间的消息传递、方法调用以及时间顺序等。
在时序图中，对象一般用竖直方向的生命线表示，消息则用水平方向的箭头表示，并标明消息发送者、接受者和消息内容，可以清晰地描述系统中复杂的交互过程。
例如，我们可以使用时序图来表示一个学生选课系统中学生选课的整个流程，从学生登陆网站开始，选择课程和提交选课申请，再到后台管理员审核后确认选课，之后再将该课程加入到学生的选课列表，最后生成成绩单等交互流程。
基于UML和平台的嵌入式系统设计方法研究
摘 要 ： 对 嵌 入 式 系统 设 计 和 开 发 的 特 点 和 需 求 的 不 断 提 高 导 致 设 计 开 发 的 复 杂 性 ， 究 了将 Ｕ 针 研 ＭＬ和 平 台结 合 进 行 嵌 入
ＸＩ ＯＮ Ｇ ｉ ＪＡＮＧ ｕ ｐ ｎ Ｌｅ， Ｉ Ｊ — ｉｇ
（ｏｌｇ ｆ ｏ ｕ ｒ ｃ ｎｅ Ｎａｉ ａ Ｕ ｉｅｓｙｏ ｆｎｅ ｅｈ ｏｏｙ Ｃ ａ ｇｈ １０ ３ Ｃ ｉａ Ｃ ｌ ｅ ｍｐｔ ｉ ｃ， ｔ ｎ ｌ ｎｖｒｉ ｆ ｅ ｓ ｃ ｎ ｌｇ， ｈｎ ｓａ ７ ， ｈｎ） ｅ ｏＣ ｅＳ ｅ ｏ ｔ Ｄｅ Ｔ ４ ０
嵌入 式 系统 实例 的硬 件和 软件 平 台， 对 实例平 台不 同的服 务层次 建立 了面 向应 用建模 服务 的相 应 实例 平台模型 ，使用 了 针
静态 图和动 态 图表 示 了这 种平 台模型 ， 并且描 述 了实例平 台模 型的一种 应 用 关键 词： 嵌入 式 系统设 计 ；统 一建模语 言 ；平 台；模 型
ｎ ｙ ａ ｃｖ ｅ ａ ｄ ｄ ｎ ｉ ｉｗ， ａ ｄ ａｋ ｎ ｆａ ｐ ｉ ａｉ ｎ ｉ ｈ ｗｎ ｍ ｎ ｉ ｄ ｏ ｐ ｌ ｔ ｓ ｏ ． ｃ ｏ ｓ Ｋｅ ｒ ｓ ｅ ｅ ｄ ｄ ｓ ｓ ｍ ｅ ｉ ； ＵＭ Ｌ； ｐ ａｆ ｒ ｓ ｍｏ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ： ｍｂ ｄ ｅ ｙ ｔ ｄ ｓｇ ｅ ｎ ｌｔ ｍ ； ｏ ｄｌ
中 图法分类号 ： Ｐ ０．；Ｔ ３ １ Ｔ ３２１ Ｐ Ｉ． ５
文献标 识码 ： Ａ
文章 编号 ：０ ０７２ ２ ０）１－３５０ １０ －０ ４（０ ７ ０２ ９ －３
Ａｐ ｒ ａ ｈｒ ｓ ａ ｃ ｆ ｍｂ ｄ ｅ ｙ ｔｍ ｅ ｉｎ ｂ ｓ ｄ ｏ ｐ ｏ ｃ ｅ ｒｈｏ ｅ ｅ ｅ ｄ ｄ ｓ ｓｅ ｄ ｓｇ ａ ｅ ｎ ＵＭ Ｌ ａ ｄｐ ａｆ ｒ ｎ ｌｔ ｍｓ ｏ
系统开发中的UML建模应用
限制软 件 的复 杂性， 降低 开 发维护 费用 。因此 为协 同设 计平 台 的建模 提供 了 种合 适 的方 法。利 用 Ｕ Ｌ可 以实现 大 型复 杂系 统各 种成 分 描述 的可 视化 、 Ｍ 说明 并构 造 系统 模型 ，以及 建 立各 种所 需 的文档 。 Ｕ Ｌ支持 从需求 分 析开始 的 软件 开发 的全 过程 。Ｕ Ｌ通 过三 类图 形建 立 Ｍ Ｍ 系统模 型 ： 用例 （ ｓ Ｃ ｅ 图、静 态结 构 图 （ 象 类图 、对 象 图、组 件 图、 Ｕｅ ａ ） ｓ 对 配 置 图） 和动态 行 为 图 （ 序 图 、协 同图 、状 态 图 、活动 图） 这 些 图可 以从 顺 ， 不 同的抽 象 角 度 实现 系 统 的 可视 化 。 Ｕ Ｌ具有 以下 特点 ： Ｍ （ ） 向对 象 。Ｕ Ｌ 持面 向对象 技术 的主 要概念 ， １面 Ｍ 支 提供 了一批基 本 的模 型元 素 的表示 图形 和 方法 ， 能简 洁 明了 地表 达面 向对象 的 各种 概 念 。 （） ２ 可视化 ， 表示 能力 强 。通过 Ｕ Ｌ Ｍ 的模 型 图能清 晰地表 示 系统 的逻辑 模 型和 实现 模 型， 用于 各 种复 杂 系 统的 建模 。 可 （） ３ 独立 于过 程 。Ｕ Ｌ是系 统建 模 语 言， 立 于开 发过 程 。 Ｍ 独 （） ４ 独立 于 程序 设计 语 言 。用 Ｕ Ｌ建立 的软 件系 统 模型 可 以用 Ｊ ｖ 、 Ｍ ａ ａ ｖ ＋ 、Ｓ ａ １ ａ ｋ等任 何 一种 面 向对象 的程 序 设计 来 实现 。 ｃ＋ ｍ １ ｔＩ （ ） 于 掌握使 用 。Ｕ 图形结 构清 晰， ５易 札． 建模 简 洁 明了， 容易 掌握 使用 。 使用 Ｕ Ｌ Ｍ 进行 系统 分析和 设计 ， 可以加 速开 发进程 ， 高代码 质量 ， 提 支持 动 态 的业 务 需求 。Ｕ Ｌ适用 于各 种规 模 的系 统开 发 。能促 进 软件 复用 ， 便 地 Ｍ 方 集成 已有 的 系 统， 并能有 效 处 理 开发 中 的各 种风 险 。 ２ｕＭ 对 软件 系 统建 模 过 程 Ｌ 应用 ＵＬ Ｍ 来对系 统开 发进行 建模， 首先 进行 需求 分析， 理解 平 台所 需 要完 成 的功能及 其软 件要 达到 的设 计 目标 ： 次进 行静态 建 模， Ｕ Ｌ 的静态 图 其 用 Ｍ 描述 系统 的功 能、类 及其 相互 间 的联系 ； 最后 进行动 态 建模， Ｕ Ｌ 的动 态 用 Ｍ 图描 述协 同 设计 过 程 中对 象之 间的 交互 关 系 。基本 过 程 如 图 １所示 。进 行