嵌入式軟件架構設計一般采用分層思想，稱為“分層架構”。

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一、什么是分層架構？

分層架構（Layered Architecture）是一種將系統分為互相隔離的層，每一層完成特定功能的設計方式。這種架構有助于提高代碼的可管理性和可維護性。在嵌入式系統中，分層架構常常如下劃分：

物理硬件層：這是系統最底層，包括微處理器、存儲設備、傳感器、執行器等具體的物理硬件。

硬件抽象層（HAL）：提供一個與硬件通信的統一API，使上層軟件不用關心硬件的具體實現細節。HAL定義了一組標準的函數或指令集，用于訪問接口硬件。

低級驅動層：包括直接與硬件組件如GPIO、ADC、UART等進行通信的驅動程序。這些驅動封裝了對硬件的訪問，供高級應用使用。

操作系統層：如果嵌入式系統采用了操作系統（如Linux、RTOS等），則該層負責管理硬件資源、任務調度、內存管理、設備管理等。

中間件層：提供一種抽象層，協助開發者處理如通信協議、數據格式轉換、設備配置、系統服務等復雜的功能。

應用層：該層包含用于執行特定任務的應用程序。它使用下層提供的服務，并通過用戶接口與用戶互動。

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二、分層架構有哪些實例？

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RT-Thread

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華為LiteOS

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基于STM32G474雙向DCDC數字電源項目

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【基于STM32G474的DCDC數字電源】項目詳情介紹

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三、為什么要使用分層架構？

使用分層架構主要是因為它提供了如下幾個重要的優勢：

抽象性和解耦：分層架構通過在硬件和應用代碼之間提供抽象層，允許應用程序開發者編寫與特定硬件實現無關的代碼。這降低了各組件之間的耦合度，方便了軟件維護和升級。

可維護性和可測試性：分層架構提高了代碼的可維護性，因為每層都可以獨立地開發和測試，問題定位也更為直接。

模塊化和重用性：嵌入式系統往往需要在不同產品或項目間重復使用某些模塊。分層架構設計的系統可以更容易地重用某層代碼，減少開發工作量和成本。

跨平臺移植性：當嵌入式系統需要移植到新的硬件平臺時，分層架構使得只需要改動硬件抽象層和設備驅動層，而應用層和中間件層可以不作或少作修改。

更好的協作：分層架構使得工作可以在項目團隊成員間更高效地分工。例如，一些成員可以專注于底層驅動，而其他人可以專注于業務邏輯和用戶界面。

安全性和隔離：通過在不同層之間設立防火墻，可以抵御系統級別的故障擴散。若一層出現問題，不會直接影響到其他層，這在安全關鍵的嵌入式系統中尤其重要。

簡化復雜性：嵌入式系統往往需要處理許多低級硬件操作，將這些細節隱藏在底層可以簡化上層的邏輯，使得開發更為簡單。

規范開發流程：分層架構通過對功能和責任的清晰劃分，幫助制定標準化的開發流程，這使得項目更容易管理和跟蹤。