對于單片機程序來說，真正使用架構，考慮架構的并不多，但是隨著程序開發(fā)的不斷增多，架構是非常重要的。

嵌入式軟件開發(fā)是一門應用廣泛且不斷發(fā)展的技術領域，為了滿足不同應用場景的需求，開發(fā)人員可以采用多種架構方法。

在本文中，我們將探討嵌入式軟件開發(fā)中常用的三種架構：前后臺順序執(zhí)行法、時間片法和操作系統(tǒng)。

應用程序的架構大致有三種：

1、簡單的前后臺順序執(zhí)行程序，這類寫法是大多數(shù)人使用的方法，不需用思考程序的具體架構，直接通過執(zhí)行順序編寫應用程序即可。

2、時間片輪詢法，此方法是介于順序執(zhí)行與操作系統(tǒng)之間的一種方法。

3、操作系統(tǒng)，此法應該是應用程序編寫的最高境界。

詳細如下：

01. 前后臺順序執(zhí)行法

前后臺順序執(zhí)行法也稱為單任務執(zhí)行法，是最簡單、最常見的嵌入式軟件架構之一。

在這種架構中，系統(tǒng)按照程序代碼的順序依次執(zhí)行任務。所有任務都在一個循環(huán)中執(zhí)行，每次只執(zhí)行其中一個任務，其余任務被掛起。這種架構適用于簡單的應用，如傳感器數(shù)據(jù)采集、控制器等。

然而，前后臺順序執(zhí)行法有一定的局限性。

首先，它無法充分利用處理器資源，因為每次只執(zhí)行一個任務，其他任務處于掛起狀態(tài)。其次，任務之間無法靈活共享資源，容易造成資源浪費和效率低下。在一些對實時性要求較高的場景中，這種架構無法滿足要求。

02.時間片法

時間片法是一種多任務執(zhí)行法，它通過為每個任務分配一定的執(zhí)行時間片，使得所有任務都能夠按照一定的時間間隔交替執(zhí)行。

任務執(zhí)行的時間片是固定的，當一個任務的時間片用完后，系統(tǒng)切換到下一個任務執(zhí)行。這種方式使得多個任務能夠并行執(zhí)行，提高了系統(tǒng)的資源利用率和效率。

時間片法適用于中等復雜度的嵌入式系統(tǒng)，可以滿足對實時性要求較高的場景。它需要合理設置任務的優(yōu)先級和時間片大小，以確保重要任務優(yōu)先執(zhí)行，并且每個任務都能在適當?shù)臅r間內(nèi)完成。

03.操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)是一種更為復雜和強大的嵌入式軟件架構。它能夠管理和協(xié)調(diào)多個任務的執(zhí)行，并提供一系列的系統(tǒng)服務，如任務調(diào)度、內(nèi)存管理、設備驅(qū)動、通信機制等。操作系統(tǒng)為開發(fā)人員提供了更高層次的抽象，使得軟件開發(fā)更加靈活、高效。

在操作系統(tǒng)架構下，每個任務都有自己的優(yōu)先級和狀態(tài)，操作系統(tǒng)通過任務調(diào)度算法決定哪個任務優(yōu)先執(zhí)行。任務之間可以共享資源，通過互斥機制來實現(xiàn)對共享資源的訪問控制，確保系統(tǒng)穩(wěn)定和安全。

操作系統(tǒng)適用于復雜度較高、實時性要求嚴格的嵌入式應用，如智能手機、工業(yè)自動化控制系統(tǒng)等。它提供了更大的靈活性和可擴展性，使得開發(fā)人員能夠更容易地實現(xiàn)復雜的功能和算法。

綜上所述，嵌入式軟件開發(fā)中常用的三種架構分別是前后臺順序執(zhí)行法、時間片法和操作系統(tǒng)。

選擇適合的架構取決于應用的復雜性、實時性要求和資源限制等因素。開發(fā)人員需要根據(jù)具體情況，靈活選擇合適的架構，并結(jié)合系統(tǒng)要求進行合理的設計和優(yōu)化，以確保嵌入式系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和高效性。

四、總結(jié)

從上述的對比中可以看出，時間片輪詢法的優(yōu)勢還是比較大的，它既有前后臺順序執(zhí)行法的優(yōu)點，也有操作系統(tǒng)的優(yōu)點。結(jié)構清晰，簡單，非常容易理解，所以這種是比較常用的單片機設計框架。