赵永春 纪小明 王显跃 冼友伦 徐磊

中国电子科技集团第二十九研究所 四川成都 610036

影响软件开发工作质量的因素相对较多，其中可重用性是最为重要的因素之一。所谓的可重用性是指软件开发人员在进行软件开发的过程当中，将代码和思想的开发运用在软件问题上，从而提高软件的可靠性，这种软件开发方式与传统软件开发方法相比，具有开发质量高且效率高的特点，同时可降低软件开发的成本。

本文主要针对框架与软件重用的概念进行分析，其次讨论应用框架的开发方法，并根据嵌入式软件框架的设计提出基于PowerPC 嵌入式软件系统应用开发的具体内容。

1 框架与软件重用

在进行软件开发时，软件开发人员必须对系统或相应的子系统进行设计，一般情况下，设计环节需要遵循可重用系统的原则。而框架主要指在特定领域当中的软件半成品，这些所谓的半成品具有明显的开发模式以及系统结构，在进行后期软件开发时，需要加入处理软件语言代码，并将其应用在具体系统中。框架的形成必须在特定领域的应用系统当中，与软件开发的具体需求进行有效融合，并在参考需求的前提下，形成具有针对性的框架[1]。软件的可重用性是框架的主要特性，在进行软件开发的过程当中，需要将特定的处理代码加入系统或相应子系统中，从而形成新的系统。在开发过程中，首先应该分析其需要，并尽可能地从系统通用性方面考虑，针对相同的问题的处理与特点，将与该应用没有太大关系的部分剥离出来，然后选择合适的软件分析其结构，详情参考下图1。

图1 框架结构图

2 应用框架的开发方法

2.1 结构定义

上文提到，计算机软件系统的可重用性能够提高软件的可靠性，以及促进软件开发的质量，而应用框架则是能促进可重用性的主要内容。软件开发者需要充分了解该系统的具体需求，将系统设计的通用性充分考虑在每一个开发环节中。在进行具体操作时，系统开发的问题较为复杂，设计者可以根据不同问题的特点和处理模式，将同类问题进行有效融合，提出具有针对性的解决措施并将相关内容进行吸收和借鉴。在选择软件框架前，软件设计者需要根据系统应用的具体特点以及系统运行的基本需求，总结应用框架的具体方向，只有这样才能选择合适的软件结构并确定框架的总结构，同时明确软件的控制流和数据流等多项指标。

2.2 原型实现

对于整个计算机软件系统来说，第一个应用系统最为关键。软件设计工作者将第一个系统确定之后，可基本确定软件框架的原型，在此基础上可总结出与应用相关的部件程序模板。在后续的软件设计工作中，可以根据框架原型及部件程序模板，进行后期的软件开发[2]。

2.3 框架进化

从软件开发可重用性特点的角度分析，要想满足框架进化的内容，并且保证框架的质量，达到预期目标，就需要在实现框架原型的基础上，了解其它系统应用的实际需求，并且根据这些需求不断进行框架改进，这种不断完善和进化的过程，可整体提高软件的可重用性。在具体的软件开发工作中，需要重点考虑软件通用性和可重用性，并将其作为主要目标，在原框架的基础上，不断对框架进行修改，验证，完善和进化，将原本存在的不合理之处进行深入改进，进而促进系统的高效发展。一般情况下，可真正投入使用的框架实例，需要经过多个实例的应用，并且反复进行修改完善，才可真正投入使用。

3 基于PowerPC 嵌入式框架的应用开发

PowerPC 是一种精简指令集架构的中央处理器，因其优异的性能、较低的能量损耗以及较低的散热量，在嵌入式有着广泛的应用。

基于PowerPC 的嵌入式软件主要完成对外接口通信，对内系统管控及信号处理等工作。本软件主要接收来自系统显控软件的控制命令，完成自检、校准、噪底采集、信号分选、全脉冲采集、目标干扰等各项功能，并能及时将处理结果上报系统显控软件。根据多个应用需求进行统型设计，开发嵌入式软件框架，其组件划分如图2 所示。

图2 软件组件组成图

软件当中的一个组件可以作为一个具有独立功能的模块，分配好不同组件的分配工作，能够最大程度的提升系统的资源应用率。在进行组件的规划过程当中，应根据框架模板的全面性和耦合性，秉持信息传递标准进行组件的组合应用[3]。

（1）一般情况下，组件模型所涉及的要素有很多，并且每个要素当中都含有至少三个属性组件以及两个端口。组件可以利用这些端口实现不同的界面设置，同时还可以将组件进行多层次的组合应用，子组件可以被当作一个黑盒子。

（2）在通过子组件端口的连通之后，一个合成组件将会形成。端口连接作为组件之间的主要连通形式，合成组件的端口还能够与其他子组件端口进行连接。通过统一形式的组件模型，能够将嵌入式软件变成一个统一的合成组件。

组件合成示意图如下图3 所示。

图3 组件合成示意图

4 可重用框架的优缺点分析

4.1 优点

在嵌入式软件开发中，应用架构分层可以使全体开发人员更好地发挥自己的特长，从而大幅加快软件的开发速度，降低开发的成本。并且，因为不同层面之间能够有效隔离，因此即使在开发过程中出现错误，也可以及时进行纠正，而不会对其他部分造成影响。同时，由于各个层次之间的关系弱化，可以对分导标准进行确定，从而大幅度提升软件质量和可靠性，提升软件的竞争力。

4.2 缺点

使用架构分层将会对系统的运行效率产生一定的影响。由于架构分层造成的软件层次、模块之间的“低耦合、高内聚”，不可避免地产生内存空间的大幅占用以及数据多层次传递，势必导致系统运行效率降低，目前嵌入式系统硬件内存资源有限，这是后续工程中需要努力解决的问题。

5 结语

总而言之，软件开发的模式，在需求多变的情况下变得越发多样化，与传统软件开发模式相比，基于可重用框架的软件开发模式具有更大的优势，它可以满足用户在软件上的各项需求，提高开发效率，减少工作量，降低开发成本，提高软件的可靠性以及质量，除此之外，它还具备较强的通用性和扩展性。因此近年来基于可重用框架的软件开发模式得到了广泛的应用，是我国软件开发领域的一大突破点。