面向SoC芯片的通用软件设计方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本公开涉及计算机应用技术领域，尤其涉及面向SoC芯片的通用软件设计方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

数据链SoC芯片能够提供宽带扩频、宽带FSK通信能力，满足数据链产品及其配套产品的信号处理需求。在基于数据链SoC芯片的应用设计过程中，设计人员需要根据不同产品的设计需求更改设计软件以实现数据链SoC芯片在不同产品上的适配，这就需要一套面向数据链产品的结构化软件设计方法，一方面向用户提供一套通用化的数据链软件产品设计方法，另一方面在保证产品稳定性的前提下，加快数据链SoC产品的迭代和升级速度，缩短产品的上市速度。

发明内容

本公开提供了一种面向SoC芯片的通用软件设计方法、装置、设备及存储介质。

根据本公开的第一方面，提供了一种面向SoC芯片的通用软件设计方法。该方法包括：

获取设备需求任务书，分解设备需求任务书，生成对应的软件任务；

根据设备应用需求设置状态机的状态集；状态集与软件任务对应；

根据设备应用需求确认状态机脉搏及脉搏类型；设置状态机跳转的输入接口及输入参数；

设置与状态集对应的状态转移条件并明确状态转移函数；

设置状态转移条件触发状态转移时所需执行的任务；

设置完成后生成所需软件设计任务书。

在第一方面的一些可实现方式中，根据设备应用需求确认状态机脉搏及脉搏类型，包括：

若设备在软件开发流程中存在最小周期，则确认状态机脉搏为周期型；

若设备在软件开发流程中不存在最小周期，则确认状态机脉搏为非周期型。

在第一方面的一些可实现方式中，若设备在软件开发流程中存在最小周期，则确认状态机脉搏为周期型，包括：

若设备在软件开发流程中存在最小周期，则状态机以最小周期作为状态机的脉搏；在最小周期结束时状态机获取输入指令并进行状态转移，执行相应的任务。

在第一方面的一些可实现方式中，若设备在软件开发流程中不存在最小周期，则确认状态机脉搏为非周期型，包括：

若设备在软件开发流程中不存在最小周期，则状态机以采集到的新的外部指令作为状态机的脉搏，在采集到新的外部指令时状态机获取输入指令并进行状态转移，执行相应的任务。

在第一方面的一些可实现方式中，该方法还包括：

若状态机脉搏为非周期型，则状态机的状态需要按照跳转情况划分为强制状态和非强制状态；

若状态机的状态为需要立即跳转的状态，则状态为强制状态；在强制状态中，状态机根据当前指令立即进行状态跳转，同时执行对应的状态转移函数；

若状态机的状态为需要在下一个状态机脉搏进行跳转的状态，则状态为非强制状态；在非强制状态中，状态机获取到新的外部指令时，根据新的外部指令进行状态跳转，同时执行对应的状态转移函数。

在第一方面的一些可实现方式中，该方法还包括：

若状态转移时所需执行的任务发生改变，则通过修改对应的状态转移函数修改状态转移时所需执行的任务。

在第一方面的一些可实现方式中，该方法还包括：

若设备应用需求有新增需求时，则根据新增需求在状态机内增加对应的状态和状态转移函数。

根据本公开的第二方面，提供了一种面向SoC芯片的通用软件设计装置。该装置包括：

接收模块，获取设备需求任务书；

分解模块，分解设备需求任务书；

第一处理模块，生成对应的软件任务；根据设备应用需求设置状态机的状态集；状态集与软件任务对应；

第二处理模块，确认状态机脉搏及脉搏类型；设置状态机跳转的输入接口及输入参数；设置与状态集对应的状态转移条件并明确状态转移函数；设置状态转移条件触发状态转移时所需执行的任务；

第三处理模块，根据第一处理模块与第二处理模块的处理结果生成软件设计任务书。

根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行如以上所述的方法。

根据本公开的第四方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，计算机指令用于使计算机执行如以上所述的方法。

在本公开中，通过明确状态机设计中状态机脉搏的选取规则并为状态机内的状态划分强制状态和非强制状态，以此增强软件系统的可读性，降低各个子功能之间的软件耦合度，为状态机驱动源的选取提供了一种较为全面的设计准则，结合强制状态和非强制状态的划分进一步提升了该软件设计方法的通用性。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了能够在其中实现本公开实施例的示例性运行环境的示意图；

图2示出了图1中状态机工作方法的示意图；

图3示出了根据本公开实施例的面向SoC芯片的通用软件设计方法的示意图；

图4示出了根据本公开实施例的面向SoC芯片的通用软件设计方法的流程图；

图5示出了根据本公开实施例的面向SoC芯片的通用软件设计装置的方框图；

图6示出了用来实现本公开实施例的面向SoC芯片的通用软件设计方法的电子设备的框图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

针对背景技术中出现的问题，本公开提供了一种面向SoC芯片的通用软件设计方法、装置、设备及存储介质。

具体地，明确状态机设计中状态机脉搏的选取规则并为状态机内的状态划分强制状态和非强制状态，以此方式，增强软件系统的可读性，提升各个子模块的高内聚性，降低各个子功能之间的软件耦合度，提升程序整体的可维护性，为状态机驱动源的选取提供了一种较为全面的设计准则，进一步提升了本公开所提供的面向SoC芯片的通用软件设计方法的通用性。

下面结合附图，通过具体的实施例对本公开提供的一种面向SoC芯片的通用软件设计方法、装置、设备及存储介质进行详细说明。

图1示出了能够在其中实现本公开的实施例的示例性运行环境的示意图。如图1所示，以基于数据链SoC芯片的产品为示例，该设备的应用需求如下：该设备的数据输入为串口指令流，通过读取串口中的指令流来实现扩频捕获模块初始化、数据链参数装订、指令下达、接收数据上报以及其他IO控制功能，需要设计软件状态机根据指令内容调整设备状态，并在状态转移过程中实现上述功能。

下面以图1所示示例结合图2-图4进行详细说明。

图2示出了图1中状态机工作方法的示意图；图3示出了根据本公开实施例的面向SoC芯片的通用软件设计方法的示意图；图4示出了根据本公开实施例的面向SoC芯片的通用软件设计方法的流程图；如图4所示，面向SoC芯片的通用软件设计方法400可以包括以下步骤：

S410，获取设备需求任务书，分解设备需求任务书，生成对应的软件任务。

在一些实施例中，获取到设备需求任务书后将其中需求分解并生成对应的软件任务，其中软件任务可以包括：握手、复位、数据解析、数据处理等。

S420，根据设备应用需求设置状态机的状态集；状态集与软件任务对应。

如图2所示，根据设备应用需求将状态机的状态划分为空闲、命令解析、命令执行、异常处理、结束等5种状态，其中命令执行还包含握手、复位、数据累计等3种子状态，数据累计子状态还包含数据处理子状态，图1所示设备中状态机的状态集由上述状态与子状态组成。

如图2所示，状态集中的每一种状态都与生成的软件任务对应，空闲状态与接收指令流等软件任务对应，命令解析状态与帧头判决、命令码的读取和判决等软件任务对应，命令执行状态与复位、握手、数据累计和处理等软件任务对应，异常处理状态与接收异常数据并处理等软件任务对应。

S430，根据设备应用需求确认状态机脉搏及脉搏类型；设置状态机跳转的输入接口及输入参数。

在一些实施例中，状态机脉搏是软件状态机进行状态转移的重要动力，状态机脉搏可以是周期性的定时器中断，也可以是以一定条件作为触发的闭环循环。每当定时器计时结束或触发条件满足，状态机进入状态转移图，根据系统输入和当前状态执行相应的任务。状态机脉搏的选取和数据链设备的应用需求相关。若数据链设备在软件流程中存在最小周期，那么可以以该最小周期作为状态机的脉搏，在最小周期运转一轮结束时状态机获取系统输入，进行状态跳转，并执行相应的任务。若数据链设备是以外部指令触发作为系统输入，那么就可以采用以闭环循环为主体，以是否采集到新的外部指令作为状态机的运行脉搏。对于周期型的状态机脉搏，状态机中可以不区分强制状态与非强制状态；但对于非周期型的状态机脉搏，状态机中则需要参考强制状态和非强制状态的设计方法对状态机中的各个状态进行划分。

在一些实施例中，若设备在软件开发流程中存在最小周期，则确认状态机脉搏为周期型；若设备在软件开发流程中不存在最小周期，则确认状态机脉搏为非周期型。

根据如图1所示的设备应用需求确定图1所示设备为根据串口指令内容作出响应，故该设备在软件开发流程中不存在最小周期，因此需要采用非周期型的状态机脉搏。考虑到串口数据流与CPU处理速率的不对称性，该设备采用循环缓冲区作为指令数据的缓冲，每当有外部指令到来时写指针就会加一，当读指针和写指针不同时，说明有新的外部指令进入，因此该设备将读写指针是否相同作为触发状态机的状态机脉搏。

在一些实施例中，若设备在软件开发流程中存在最小周期，则状态机以最小周期作为状态机的脉搏；在最小周期结束时状态机获取输入指令并进行状态转移，执行相应的任务。

在一些实施例中，若设备在软件开发流程中不存在最小周期，则状态机以采集到的新的外部指令作为状态机的脉搏，在采集到新的外部指令时状态机获取输入指令并进行状态转移，执行相应的任务。

确认了如图1所示设备中的状态机脉搏为非周期型，接下来需要将状态机内的状态划分为强制状态和非强制状态。根据设备应用需求可知：复位、握手、数据处理、异常数据处理等任务需要在接收到指令后立即进行状态跳转并执行对应的任务，因此划分为强制状态。命令获取、数据累计等状态需要有新的外部指令到达才可以进一步进行状态跳转，因此划分为非强制状态。

在一些实施例中，若状态机脉搏为非周期型，则状态机的状态需要按照跳转情况划分为强制状态和非强制状态。

若状态机的状态为需要立即跳转的状态，则状态为强制状态；在强制状态中，状态机根据当前指令立即进行状态跳转，同时执行对应的状态转移函数。

若状态机的状态为需要在下一个状态机脉搏进行跳转的状态，则状态为非强制状态；在非强制状态中，状态机获取到新的外部指令时，根据新的外部指令进行状态跳转，同时执行对应的状态转移函数。

在一些实施例中，若状态转移时所需执行的任务发生改变，则通过修改对应的状态转移函数修改状态转移时所需执行的任务。

在一些实施例中，当数据处理方法发生变更时，软件设计人员仅需要更改对应的状态转移函数而不必更改状态机中其他部分。

在一些实施例中，若设备应用需求有新增需求时，则根据新增需求在状态机内增加对应的状态和状态转移函数。

在一些实施例中，当软件开发流程需要在原有基础上增加时，软件设计人员可以通过增加状态机内的状态和对应的状态转移函数实现新功能，该方式能够最大限度的避免新设计对原设计的影响。

S440，设置与状态集对应的状态转移条件并明确状态转移函数。

S450，设置状态转移条件触发状态转移时所需执行的任务。

如图2所示，状态机中的空闲状态接收到串口指令流后控制设备进行状态跳转，跳转至命令解析状态，命令解析状态接收并解析指令流后控制设备进行状态跳转，跳转至命令执行状态，命令执行状态则根据接收到的指令控制设备跳转为握手、复位或数据累计状态；若是跳转为握手状态，则控制设备执行握手任务，执行完成后控制设备跳转至结束状态，此时，设备若无异常结束指令，则由结束状态跳转至空闲状态；若是跳转为复位状态，则控制设备执行局部复位任务，执行完成后控制设备跳转至结束状态，此时，设备若无异常结束指令，则由结束状态跳转至空闲状态；若是跳转为数据累计状态，则控制设备执行数据累计任务，当数据累计至设定值时，数据接收完成，控制设备由数据累计状态跳转至数据处理状态，执行数据处理任务，执行完成后状态机控制设备跳转至结束状态，此时，设备若无异常结束指令，则由结束状态跳转至空闲状态。若命令执行完成跳转至结束状态时接收到异常结束指令，则均由结束状态跳转至异常状态，进行异常处理，处理完成后状态机控制设备跳转至空闲状态。设备在空闲状态和命令执行状态中出现数据异常情况时，也会跳转至异常状态进行异常处理，处理完成后会再跳转回空闲状态。

S460，设置完成后生成所需软件设计任务书。

如图3所示，在设置完上述内容后，即可生成用于指导编码的软件设计任务书，可以为首次接触或不熟悉数据链SoC芯片软件设计模式的设计者快速构建一个软件框架。

根据本公开的实施例，实现了以下技术效果：

从程序可读性和可维护性的角度来说，本公开所提供的面向SoC芯片的通用软件设计方法、装置、设备及存储介质为状态机的状态划分了强制状态和非强制状态，增加了软件设计中的中间状态，进一步将基于状态机的软件设计内容按照设计需求进行细分，降低了各功能模块之间的软件耦合度，提升了软件设计的可维护性。

从程序的可扩展性角度来说，本公开所提供的面向SoC芯片的通用软件设计方法、装置、设备及存储介质提供了一套完整的基于状态机的软件设计方法，为首次接触或不熟悉数据链SoC芯片软件设计模式的设计者快速构建一个软件框架，降低数据链SoC芯片的使用成本。

从程序的可调试性来看，本公开所提供的面向SoC芯片的通用软件设计方法、装置、设备及存储介质能够让调试人员在调试过程中获取软件的运行状态，利用状态信息和事件信息更快的定位问题代码，提升产品迭代速度。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本公开并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本公开，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本公开所必须的。

以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本公开所述方案进行进一步说明。

图5示出了根据本公开的实施例的面向SoC芯片的通用软件设计装置的方框图。装置500可以被包括在图1所示的设备中或者被实现为图1所示的设备。如图5所示，装置500包括：

接收模块510，获取设备需求任务书。

分解模块520，分解设备需求任务书。

第一处理模块530，生成对应的软件任务；根据设备应用需求设置状态机的状态集；状态集与软件任务对应。

第二处理模块540，确认状态机脉搏及脉搏类型；设置状态机跳转的输入接口及输入参数；设置与状态集对应的状态转移条件并明确状态转移函数；设置状态转移条件触发状态转移时所需执行的任务。

第三处理模块550，根据第一处理模块与第二处理模块的处理结果生成软件设计任务书。

在一些实施例中，装置500还包括：

划分模块，用于响应状态机中的状态划分指令，将状态机脉搏类型为非周期型的设备中状态机的状态划分为强制状态和非强制状态。

可以理解的是，图5所示面向SoC芯片的通用软件设计装置500中的各个模块/单元具有实现本公开实施例提供的漏洞处理方法中的各个步骤的功能，并能达到其相应的技术效果，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。

图6示出了一种可以用来实施本公开的实施例的电子设备600的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。

如图6所示，电子设备600可以包括计算单元601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的计算机程序或者从存储单元608加载到随机访问存储器(RAM)603中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 603中，还可存储设备600操作所需的各种程序和数据。计算单元601、ROM 602以及RAM 603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。

电子设备600中的多个部件连接至I/O接口605，包括：输入单元606，例如键盘、鼠标等；输出单元607，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元608，例如磁盘、光盘等；以及通信单元609，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元609允许设备600通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

计算单元601可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元601的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元601执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法400。例如，在一些实施例中，方法400可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元608。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 602和/或通信单元609而被载入和/或安装到设备600上。当计算机程序加载到RAM603并由计算单元601执行时，可以执行上文描述的方法400的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元601可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法400。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

需要注意的是，本公开还提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，计算机指令用于使计算机执行方法400，并达到本公开实施例执行其方法达到的相应技术效果，为简洁描述，在此不再赘述。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。