上位机图像处理和嵌入式模块部署（树莓派4b实现固件主流程）

news/2024/5/4 3:34:55

软件开发一般有软件需求、架构设计和详细设计、软件测试这四个部分。软件需求和软件测试都比较好理解，前者是说要实现哪些功能，后者是说做好的功能怎么测试。而架构设计和详细设计很多同学不太清楚，这两者的区别是什么。所谓的架构设计，其实就是业务的主流程是什么，一般来说，软件开发好之后，会做成一个通用产品，然后根据客户的需求做定制化开发。这是一般的做法，不然针对每个客户都要做一次定制开发，成本是受不了的。

而软件架构设计，就是摒弃不同客户之间的差异，提取公共的业务开发流程，这样的设计就是架构设计。它不限于用什么os、什么db，或者说用什么框架，它聚焦于业务的抽象和提炼。比如插件式开发，mvc开发，client-server开发，分布式开发，单机版运行再或者是抽象出来的业务逻辑，这些都属于架构设计的部分。架构设计聚焦于数据在模块之间的处理逻辑，而不是模块内的实现细节。

而详细设计，则是将软件架构设计中的一个一个模块进行细化处理，比如什么的数据结构、怎么并发、怎么实现缓存、怎么做好增删改查等等，这些部分都是详细设计的范畴。一开始写软件的时候，很容易把详细设计和架构设计等同起来，等到项目做的多了，就会从一类项目中提取出公共的框架，自然而然就有了架构设计的理念和想法。

1、架构设计的文档

很多同学喜欢直接写代码，不考虑架构设计文档，这是不好的做法。一件事情如果没有考虑清楚，或者考虑的不是很完善，很容易推导重来，这样开发的效率反而是变得很慢。所以说，我们在开发软件的时候一定要做好文档的编写。

2、写一部分代码，然后开始做架构设计文档

这部分代码可以很少，比如只是一个抽象流程，大约200-300行的范围。里面的数据结构完全可以不要，只要保证整体编过就可以了。代码的好处就是比较直观和方便，让我们知道当前的架构还有什么不足，能不能在一定程度上满足未来需求的拓展和补充。

3、代码和架构文档交叉完成

编写代码的时候，可以同时写架构文档。觉得文档不对的地方，可以同步更改下代码。或者说代码不好实现的部分，就可以同时修改下文档，这都是可以的。个人非常不建议天马行空地去做文档，只有文档和代码bind在一起，才能去验证自己想法的合理性。一般来说，与架构匹配的代码可以很短，几十、几百行的代码就可以说明问题。

4、一个固件主流程实现的范例

我们用树莓派4b实现一个图像处理的主流程。第一步，可以考虑下，整个软件怎么跑起来，比如说加载ini文件、启动xmlrpc server、准备method绑定等等；第二步，考虑客户可能会有哪些功能，这些功能怎么放到整体的代码逻辑当中去；第三步，针对前面讲到的插件和调度引擎，这部分究竟该怎么加载、怎么实现。紧紧围绕这三点，我们就可以写出一个简单的框架伪代码。这个伪代码是完全可以运行的，只不过没有具体的数据而已。

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>#include <cstring>
#include <string>
#include <vector>
#include <queue>
#include <stack>
#include <iostream>
using namespace std;// class definition
class Plugin
{
public:Plugin() {}~Plugin() {}bool execute(string param) { return true;}
};// command from client
class ReceiveFile
{
public:ReceiveFile() {}~ReceiveFile() {}void exec() {}
};class UpdateParam
{
public:UpdateParam() {}~UpdateParam() {}void exec() {}
};static void startNewWorkThread();
class RunWorkThread
{
public:RunWorkThread() {}~RunWorkThread() {}void exec() { startNewWorkThread(); }
};// function declaration
void initLog() {}
void loadIniFile() {}
void launchXmlRpcServer() {}
void runXmlRpcServer() {}
void shutdownSystem() {}
void checkWorkParam() {}
void loadRelavantPlugins() {}
void releaseRelevantPlugins() {}
Plugin pickPlugin(int id) { return Plugin(); }
int getNextPluginId(int id) { return 0; }static bool runSingleProcedure()
{Plugin plugin;string pluginParam;bool result;int id = 0;while (1){plugin = pickPlugin(id);result = plugin.execute(pluginParam);if (!result){break;}id = getNextPluginId(id);}return result;
}static void startWorkEngine(string workParam)
{bool runOnce = true;checkWorkParam();loadRelavantPlugins();// check if run once or loop runif (runOnce){runSingleProcedure();}else{while (true == runSingleProcedure()){sleep(0.05);}}releaseRelevantPlugins();
}static void startNewWorkThread()
{string workParam;startWorkEngine(workParam);
}// main file starts here
int main(int argc, char* argv[])
{initLog();loadIniFile();launchXmlRpcServer();runXmlRpcServer();shutdownSystem();return 0;
}