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目前常见的嵌入式软件系统架构有三种，可分为：寻址系统架构、前后端系统架构、多任务系统架构。

寻址系统架构

dump系统架构是最简单的软件结构。 主程序是一个无限循环的代码。 在循环中依次查询每个条件，如果满足则执行相应的操作。

这些解决方案的目的是实现简单，逻辑清晰，便于开发人员掌握。 而且，无法确定每次风暴的查询和处理时间。 如果后续操作耗时较长，则相邻操作必然会被延迟。

如右图所示，如果步骤1的操作时间较长，则步骤2将无法及时处理。 如果步骤2的工作非常重要或者紧急，那么系统的性能和响应能力将会很差。

示例伪代码如下所示：

int main(void){    HwInit();                //初始化外设  while(1)  {    statement_1;         //语句1    statement_2;         //语句2     statement_3;         //语句3    ......  }  return 0;}

前后台系统架构

与寻址系统架构相比，前后端系统架构针对外部风暴的处理进行了优化。 前后端系统架构均由中断驱动。

主程序仍然是无限循环的代码，称为后台程序，而对风暴的响应则通过中断完成，称为前台程序。

当后台程序执行时，如果发生外部干扰软件系统的架构，前台中断程序就会中断后台程序。 完成必要的风暴响应后，前台中断程序退出并通知后台程序继续操作，后台程序完成风暴的后续处理。

从代码功能上来说，将storm的响应和处理分为两部分。 由于中断本身具有优先级和嵌套功能，因此高优先级的事件可以得到及时的响应。 但后台程序仍然需要按顺序处理每个风暴的后续事件。

中断源之间有优先级的概念。 ISR 将首先对风暴做出反应。 简单风暴可以直接在ISR中处理。 在复杂的情况下，必要的数据和状态标记将被记录。 所有中断处理完成后，后台主机将按顺序处理每个风暴函数。 也可以理解为对风暴的响应支持优先级，但风暴的最终处理是顺序的。

寻址方案中用中断代替波形的查询操作，大大提高了对波形的响应能力。

示例伪代码如下所示：

int main(void){    HwInit();                //初始化外设  while(1)  {    statement_1;         //语句1    statement_2;         //语句2     statement_3;         //语句3    ......  }  return 0;}
void interrupt_event(void){    statement_4;         //语句4    return 0;}

多任务系统架构

与前后端系统架构相比，多任务系统架构在响应风暴时也是由多个中断处理程序来完成。 并且storm的后续操作是由多个任务来处理的软件系统的架构，也就是说每个任务都处理它所负责的storm。

在基于优先级的多任务系统架构中，由于任务之间存在高低优先级关系，高优先级任务可以中断低优先级任务的运行，从而获得CPU的优先使用权。 这样高优先级的任务Storms就能得到及时处理； 在基于分时机制的多任务系统中，任务按比例轮流占用处理器。

由于多任务系统架构允许将一个特定的应用系统划分为若干个相对独立的任务进行管理，因此使用多任务操作系统可以简化应用程序的设计，系统也显得简单、易于维护并扩大。 对实时性要求严格的风暴能够得到及时、可靠的处理。 然而多任务操作系统本身会消耗更多的处理器、内存等硬件资源，这是引入多任务机制的必要代价。

示例伪代码如下所示：

int main(void){    HwInit();                //初始化外设    OS_Init();               //初始化系统    OS_Start();              //运行内核调度  while(1)  {          ......  }  return 0;}
//任务1void task_1(void){  task_statement_1;  task_statement_2;  task_statement_3;  OS_delay();}
//任务2void task_2(void){  task_statement_1;  task_statement_2;  task_statement_3;  OS_delay();}
//任务3void task_3(void){  task_statement_1;  task_statement_2;  task_statement_3;  OS_delay();}

区别

最后比较三种嵌入式软件系统架构的特点和差异，如下表所示：

本专栏将开始FreeRTOS多任务操作系统的学习。 感兴趣的小伙伴请持续关注哦~

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