基于状态机及构件技术的软件开发框架在嵌入式设计中的应用

论文摘要

随着计算机科学的发展,嵌入式系统也得到了迅猛的发展,各种各样的消费电子产品得到越来越广泛的应用。以可录DVD机为代表的家庭影音产品由于不仅具备传统的DVD播放机所有的功能,并且能很好满足用户越来越突出的影音资料的录制和存储的问题,因而得到了越来越多用户(尤其是在欧美等发达国家的用户)的认可。然而,随着功能的不断增加,以这些复杂多媒体消费电子产品为代表的嵌入式系统上的软件也变得越来越复杂,虽然现在这些复杂的嵌入式产品上大多使用了比较先进的实时操作系统(如风河公司的vxWorks)来缩短开发周期,但是功能的复杂性仅靠使用一个好的操作系统还是无法解决整个系统软件的复杂度,这就使得我们必须要有一个很好的软件体系结构以及系统开发框架,并且综合使用各种设计模式,这样才能避免嵌入式系统软件开发中可能出现的“软件危机”。本文通过分析原有大型嵌入式软件系统,针对可录DVD系统提出了一套软件开发框架AF(Application FrameWork)。该框架结合状态图编译器这个开源工具,使用状态机,观察者等多种设计模式,综合构件技术,在降低模块之间耦合性的同时,提高了代码的重用性,增加了系统的可维护性和可扩展性,有利于软件质量的提高。本文对软件开发框架系统的实现做了详细的描述,同时以嵌入式可录DVD机系统为例,给出了基于这套开发框架的播放、录制、时移(timeshift)等这些主要功能的具体实现,从中阐述通过该软件开发框架对提高代码复用程度,促进团队的开发效率,缩短开发周期,降低开发维护成本的有利影响,同时对该框架存在的一些不足之处做了简要的分析。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文课题的背景
• 1.2 国内外的研究及现状
• 1.3 论文所要解决的问题
• 1.4 论文章节安排
• 第二章 构件技术和有限状态机
• 2.1 有限状态机
• 2.2 有限状态机的应用及状态设计模式
• 2.3 状态图编译器（State Map Compiler）
• 2.4 构件技术及其应用
• 第三章 应用开发框架
• 3.1 应用开发框架的提出及其功能
• 3.2 应用开发框架总体设计
• 3.3 应用开发框架中MVC模式的实现
• 3.4 状态设计模式在开发框架中的应用
• 3.5 构件技术在开发框架中的应用
• 3.5.1 基础构件及其实现
• 3.5.2 信息处理构件及其实现
• 3.5.3 Sequencer构件及其实现
• 第四章 开发框架在嵌入式系统中的应用
• 4.1 可录DVD系统硬件简述
• 4.2 利用开发框架实现播放和录制功能
• 4.2.1 使用开发框架实现播放中间件
• 4.2.2 使用开发框架实现录制中间件
• 4.2.3 使用开发框架在上层实现播放和录制功能
• 4.3 使用开发框架实现时移（TimeShift）功能
• 4.3.1 使用开发框架实现时移功能中间件
• 4.3.2 使用开发框架实现时移功能的上层模块
• 第五章 结论
• 附录
• 状态编译器自动产生的代码
• 状态图描述文件
• sm.h'>DvdVideoCtrl_sm.h
• sm.cpp'>DvdVideoCtrl_sm.cpp
• 状态机编译器附带的基类接口
• StateMap基类接口
• FSMContext基类接口
• 参考文献
• 致谢