嵌入式軟件架構(gòu)設計

嵌入式軟件架構(gòu)設計(溫昱)課程介紹：

培訓形式

要求：學員攜帶筆記本電腦和U盤來參加培訓，借助大量實例研習推進培訓，讓學員在課堂上真正掌握所學。
本課認為“當堂夯實的技能，可用于實際工作”。
也歡迎學員帶著實際問題前來參訓！

課程大綱

【模塊一】 人人掌握——嵌入式需求
理大局——嵌入式軟件需求分析的過程【步驟明確，經(jīng)驗干貨】
步 驟 一：系統(tǒng)邊界分析——上下文圖 and 硬件結(jié)構(gòu)圖
步 驟 二：功能需求分析——功能樹 or 用例圖
步 驟 三：用戶接口分析——菜單樹 and 界面流
步 驟 四：軟硬接口分析——和外部軟硬件的接口規(guī)約
步 驟 五：功能步驟分析——輸入-處理-輸出 or 用例規(guī)約
步 驟 六：質(zhì)量需求分析——本課關(guān)注步驟級實時、步驟級可靠
一組案例……

劃重點——關(guān)鍵點的講與練
 ◇ 輸入-處理-輸出定義功能需求……頑疾是需求項又多又散？分析、解決。
 ◇ 與外部軟、硬件的接口需求 ……頂層數(shù)據(jù)流圖、上下文圖、硬件結(jié)構(gòu)圖
 ◇ 高性能和可靠性等質(zhì)量需求 ……質(zhì)量需求如何定義？以某控制器為案例
 ◇ 一組案例……
 ◇ 特復雜的功能邏輯如何搞定？ = 主控流程＋可能事件與分支流程 + 步驟規(guī)則

拷資料——文檔模板 + 案例資料【外企模板，獨家分享】
 ◇ 《需求規(guī)格》模板
 ◇ 《需求規(guī)格》實例
 ◇ 一組案例……例如，質(zhì)量90%可以用“功能的步驟級規(guī)則”來定義

【模塊二】 始于需求——自頂向下設計運行控制結(jié)構(gòu)
理大局——運行控制結(jié)構(gòu)的設計過程【步驟明確，經(jīng)驗干貨】
步驟一：分析需求 （功能范圍+硬件結(jié)構(gòu)）
步驟二：識別核心模塊
步驟三：確定控制流，設計控制模式
步驟四：對關(guān)鍵功能，跑通控制過程
案例分析……上面四步，都有實際案例，并講解自頂向下思維運用

劃重點——三種嵌入式“運行控制結(jié)構(gòu)”模式    
結(jié)構(gòu)一：多任務結(jié)構(gòu)（OS-based Multi-task）
結(jié)構(gòu)二：前后臺結(jié)構(gòu)（死循環(huán)+中斷）
結(jié)構(gòu)三：時間片輪詢（Time-slice Polling）
一組案例……

劃重點——前后臺與時間片架構(gòu)的幾個細節(jié)
 ◇ 【大局】采集-分析-控制模式
 ◇ 【局部 1】轉(zhuǎn)delay為中斷
 ◇ 【局部 2】占空比與中斷
 ◇ 【局部 3】函數(shù)的可重入設計
 ◇ 【局部 4】核心代碼性能
 ◇ 高事件率架構(gòu)案例：多任務 vs. 時間片輪轉(zhuǎn)

劃重點——統(tǒng)一回答幾個“大的疑問”
 ◇ 問：我們公司系統(tǒng)比較復雜，性能要求也比較多，總感覺理不清？
 ◇ 問：我們公司好像沒人會畫多線程協(xié)作圖。請問，怎么畫？
 ◇ 問：我們公司嵌入式分層架構(gòu)太泛，沒把代碼塊、線程、中斷等說清楚！

【模塊三】 深入詳盡——嵌入式分層實戰(zhàn)技巧
理大局——嵌入式代碼架構(gòu)，就這么設計【步驟明確，經(jīng)驗干貨】
步驟一：借助模式，按“五橫一縱”組織模塊層次
步驟二：自底向上，先把硬件接口代碼模塊設計好
步驟三：接口抽象，為多種硬件提供統(tǒng)一接口
步驟四：服務抽象，提煉可復用的顯示/通信/存儲服務
步驟五：設計功能層模塊，確定它對下層模塊的調(diào)用
步驟六：設計初始化模塊，確定它對下層模塊的創(chuàng)建和設置
案例分析……上面六步都有實際案例。重點步驟，有代碼案例。
劃重點——關(guān)鍵點的講與練【有代碼，有真貨】
Module對Task/Thread的封裝
===Module設計的最低要求：沒有隱藏就沒有簡化
===模塊封裝task——Message和Task的架構(gòu)級應用
Module的可擴展＆可配置＆可插拔
===模塊的可配置式設計——Config Array的架構(gòu)級應用
Interface對多個差異模塊的統(tǒng)一抽象
===函數(shù)指針結(jié)構(gòu)體的架構(gòu)級應用
上層對下層的“封裝”與“組裝”
===模塊封裝模塊——Layer思想的代碼實現(xiàn)
===main()如何優(yōu)雅地“啟動”各模塊

拷資料——上述技能，分別對應的代碼案例
 ◇ 代碼案例…
 ◇ 代碼案例…

思想的飛躍——架構(gòu)之道【學員反饋：“大徹大悟的感覺真爽！”】
 ◇ 自頂向下——分解思維。架構(gòu)早期。立足業(yè)務，根據(jù)需求分解出粗粒度架構(gòu)
 ◇ 自底向上——封裝思維。架構(gòu)后期。立足實現(xiàn)，隱藏細節(jié)，統(tǒng)一接口，提煉服務
 ◇ 抽象vs.具體——抽象是結(jié)果，抽象思維的過程從研究多個“具體”開始
 ◇ 分解vs.封裝——粗粒度架構(gòu)來自自頂向下分解，細粒度架構(gòu)來自自底向上封裝
 ◇ 接口vs.實現(xiàn)——接口定義“做什么”，實現(xiàn)定義“怎么做”
 ◇ 統(tǒng)一接口——下層有多種“怎么做”時，不要直接調(diào)用，要通過統(tǒng)一接口調(diào)用
 ◇ 通用服務——提煉可復用的顯示/通信/存儲服務，“功能代碼”就簡潔易修改了
 ◇ ……悟道練習，一起畫腦圖

【模塊四】 隔離變化——設計好內(nèi)部接口、對外接口
我們常設計這兩種接口
1. 遠程及板間接口或協(xié)議
2. 模塊級接口或消息

遠程及板間接口或協(xié)議——如何設計
步驟一：接口交互過程設計
步驟二：接口實現(xiàn)技術(shù)選擇
步驟三：接口參數(shù)格式定義
案例：分析著名接口規(guī)范 ……
 
模塊級接口——技術(shù)風格
 ◇ Call（調(diào)用）
 ◇ Message（消息）
 ◇ Callback（回調(diào)）

遠程及板間接口或協(xié)議——API二次封裝
 ◇ 底層協(xié)議：負責通用性、跨平臺
 ◇ 提供API ：負責屏蔽細節(jié)、方便開發(fā)
 ◇ 案例分析……

模塊級接口——二次封裝
 ◇ 核心接口   vs.  便捷接口（對核心接口的包裝）
 ◇ 可配置性

拷資料——對應的資料分享
 ◇ 接口規(guī)范…
 ◇ 接口案例…
 ◇ API 案例…

【模塊五】 職業(yè)生涯——從單板架構(gòu)師，到方案架構(gòu)師
談行業(yè)趨勢，聊職業(yè)發(fā)展
1. IT行業(yè)的人才模型
2. 電子企業(yè)的常見發(fā)展路徑
3. 我們個人的發(fā)展方略

方案架構(gòu)師設計自控方案時，工作內(nèi)容有哪些？
1. 邏輯設計 = 分層設計 + 功能子系統(tǒng)劃分
2. 物理設計 = 硬件拓撲 + 軟組件分布設計
3. 技術(shù)選型 = 開發(fā)技術(shù) + 運行環(huán)境選型
4. 接口設計 = 接口技術(shù)選擇 + 接口協(xié)議定義

自控方案中的上位機軟件設計
1. 五橫一縱——上位機軟件的模塊分層模式
2. 模塊劃分——覆蓋接口需求
3. 模塊劃分——覆蓋功能需求

拷資料——對應的資料分享
《GB設計書》文檔模板解讀、實際范例分析

講師介紹 —溫昱老師
 ◇ 軟件架構(gòu)專家
 ◇ 實戰(zhàn)型重構(gòu)培訓專家
 ◇ 創(chuàng)立ADMEMS架構(gòu)實踐體系
 ◇ 暢銷書《軟件架構(gòu)設計》作者
 ◇ 暢銷書《一線架構(gòu)師實踐指南》作者
 ◇ 暢銷書《應用框架的設計與實現(xiàn)——.NET平臺》譯者
 ◇ 羅蘭格咨詢專家成員

工作經(jīng)歷及專業(yè)背景
溫昱老師擁有十五年系統(tǒng)規(guī)劃、架構(gòu)設計和研發(fā)管理經(jīng)驗，在金融、航空、多媒體、網(wǎng)絡管理、中間件平臺等領(lǐng)域負責和參與多個大型系統(tǒng)的規(guī)劃、設計、開發(fā)與管理。
溫昱老師還是軟件架構(gòu)思想的傳播者和積極推動者，ADMEMS（一種軟件架構(gòu)設計方法）的提出者，中國Softcon杰出貢獻專家，中國CCSE杰出專家，其出版的書籍《軟件架構(gòu)設計——程序員向架構(gòu)師轉(zhuǎn)型必備》、《一線架構(gòu)師實踐指南》等作品，累積印刷十余次，深受讀者喜愛。
作為資深咨詢顧問，擁有近千小時代碼重構(gòu)咨詢經(jīng)驗，提出ARCT設計重構(gòu)方法論，已為眾多知名企業(yè)提供了卓有成效的架構(gòu)培訓與咨詢服務。

擅長領(lǐng)域
 ◇ 架構(gòu)設計
 ◇ 詳細設計
 ◇ 設計重構(gòu)

咨詢及培訓客戶
華為，中興通訊，匯川科技，新大陸集團，拓邦股份，邁瑞醫(yī)療，艾默生，上汽，長安汽車，創(chuàng)維，海信，長虹，康佳，通號院，卡斯柯信號，中國中車，海格通信，視源電子，特銳德電氣股份，新北洋信息，英飛拓科技，新開普電子，慧視通科技，四維圖新，烽火科技，東方電子，東軟集團，oppo，酷派，航空多院所，航天多院所，等等

部分客戶評價
與溫昱先生初識于一次部門內(nèi)訓，金融機構(gòu)應用信息技術(shù)日久，但業(yè)務發(fā)展之快仍需信息技術(shù)部門不斷如何提供有力的技術(shù)支持，當時系統(tǒng)設計人員思路難成一致，故邀請先生來講述所得，先生講座生動有趣，案例均為實踐中心得，有助于一線設計人員在低頭干事之余，能夠抬頭看路，從架構(gòu)高度理解和看待日常工作。
——朱曉光 中國建設銀行 北京開發(fā)中心處長
在廈門，曾和溫老師有過4天晚上的坐而論道，從技術(shù)到業(yè)界、從數(shù)據(jù)模型到軟件重構(gòu)、從職業(yè)觀到心理學，彼此頗多啟發(fā)。
——朱志 中國建設銀行廈門開發(fā)中心總工辦

更多嵌入式軟件架構(gòu)設計相關(guān)課程：