嵌入式系统设计示例：车载GPS终端系统的设计

2015-4-6 09:21| 编辑:电工学习网| 查看: 5919| 评论: 0

    统一建模语言UML及其特点和组成、UML在车载gps终端设计中的应用
    传统的嵌入式系统的设计将硬件和软件分为两个独立的部分分别进行设计，这种设计方法只能改善硬件/软件各自的性能，而不可能对整个系统做出很好的性能优化。因为，从理论上来说，每一个应用系统都存在一个适合于该系统的硬件和软件的最佳组合，依据一定的指导原则和分配算法对硬件/软件进行分析和合理的划分，从而使整个系统的性能达到最佳状态。因此嵌入式系统设计应是一个软、硬件结合的协同设计（Software/Hardware Co-design），这种协同设计需要硬件设计师和软件设计师等不同技术背景的人共同设计开发。
    1. 统一建模语言UML
    统一建模语言UML是可视化建模语言中的一种，属于第三代面向对象建模语言。它将模型中的信息用标准图形元素直观地表示出来，使用户、开发人员、设计人员、测试人员、管理人员和其他涉及项目的人员可以更容易地交流。最常用的可视建模语言有Booch法、对象建模技术OMT和统一建模语言UML。其中UML是ANSI和OMG组织所采用的标准，被世界上绝大多数公司所接受。
    UML是由世界著名的面向对象技术专家Grady Booch、Jim Rumbuagh和Ivar Jacobson发起，在著名的Booch方法、OMT 方法和 OOSE 方法的基础上，集众家之长，几经修改而完成的，适用于系统开发的不同阶段。采用UML进行设计具有以下特点和优势：
    （1）UML语言简单，易学、易用。
    （2）UML采用可视化的图形描述，比较形象直观。
    （3）可以使不同技术背景的开发人员和设计人员很容易地相互交流。
    （4）UML语言是第三代面向对象建模语言的标准，被绝大多数业内人士认同。
    （5）UML采用图形化的设计，将系统的核心部分描述出来，可以供以后系统开发使用。
    （6）有利于项目的回溯和测试。
    2．UML的组成部分
    作为一种可视化建模语言，UML采用的是一种图形表示法，它的重要内容是由一些图来定义的。设计人员就是用这些图来描述整个系统的功能和设计。总体来说，UML包括以下几个不同部分：
    （1）视图
    UML的视图并不是图形，而是由许多图组成的一个抽象，视图显示被建模系统的各个不同方面。
    （2）图
    UML图是描述UML视图内容的图形。UML共有9种不同类型的图，包括用例图、类图、对象图、状态图、顺序图、协作图、活动图、组件图和部署图，通过它们的相互组合来表示出被建模系统的所有的视图。
    （3）模型元素
    UML图中使用的概念就是模型元素。模型元素代表普通的面向对象的概念，例如类、对象、消息以及这些概念之间的关系。
    （4）通用机制
    UML提供的通用机制为模型元素提供一些附加的信息、注释、语义。这些通用机制也提供扩展机制，允许用户对UML进行扩展，以便适应一个特定的方法/过程、组织或用户。
    3．UML在车载GPS终端设计中的应用
    车辆可以通过终端和GPS卫星进行实时、准确的定位，并能够通过无线通信网络上报远程的车辆控制中心系统。中心可以通过终端远程监视车行轨迹，甚至在特殊情况下通过终端控制车辆。
    对于车载GPS终端系统来说，主要的角色有两个：车辆调度中心用户和车载终端用户。
    终端用户可以拨打车载电话等，而调度中心可以查询车辆位置，发送调度信息，控制车辆等。其用例图如图所示。