嵌入式系统架构图是描述嵌入式系统软硬件组成和交互关系的可视化工具,核心要素包括硬件层、中间层、应用层,通过分层设计实现资源调度、功能模块协同与实时控制。其价值在于直观展示系统运行逻辑,便于开发优化与故障排查。
-
硬件层
作为架构基础,涵盖处理器(如MCU/MPU)、存储器(ROM/RAM)、输入输出设备(传感器、执行器)及通信模块(UART/SPI)。硬件选型直接影响系统性能上限,例如工业控制场景需采用抗干扰强的ARM架构芯片。 -
中间层
承上启下的关键部分:- 驱动层:直接操控硬件,如ADC驱动完成模拟信号采集
- 操作系统(RTOS/Linux):提供任务调度、内存管理,uC/OS-II适用于实时性要求高的场景
- 抽象接口:HAL(硬件抽象层)屏蔽底层差异,提升代码可移植性
-
应用层
实现具体业务逻辑,通过API调用底层服务。智能家居案例中,温控算法通过中间层读取传感器数据,再控制空调模块,形成闭环。该层设计需兼顾效率与可扩展性,常采用模块化编程。
实际绘制架构图时,建议使用分层框图+数据流箭头,标注关键模块的通信协议(如CAN总线)。复杂系统可拆分电源管理、安全加密等子模块单独说明。定期迭代架构图能有效规避后期开发冗余。