一種頻譜分析儀類儀器系統的框架式設計方法技術方案

一種頻譜分析儀類儀器系統的框架式設計方法，該方法先對儀器軟件的需求進行抽象分析，并在需求分析基礎上進行功能劃分，再進行數據分析與行為分析，得到一抽象的儀器模型。該模型分為抽象層和具體項目實現層，抽象層只從需求分析角度描述滿足用戶需求所需要的各種行為的標準與準則，具體項目實現層重點在于如何實現滿足用戶的需求。基于共性的抽象，系統根據其用途可劃分為6大模塊，命令模塊、功能執行模塊、顯示模塊、算法模塊、信息管理模塊和輔助功能模塊，得到模型之后采用面向對象的設計思想開發，從而實現共性與差異性的共存。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種系統設計方法，尤其涉及。
技術介紹
隨著電子測量儀器的功能逐漸增多，其相應的軟件設計復雜性也在逐漸增加；對于某一類儀器可能根據市場需求又劃分為一系列的不同型號，其軟件維護的難度亦隨著增加。傳統的方法是每個產品對應一套軟件設計的代碼，設計與維護時都需要耗費大量的人力，即使投入了較多人力也容易出錯。由于很多儀器有相似的共性，同系列的儀器擁有的共性更多，因此對將這些共性反映于電子測量儀器的軟件中有迫切的需求。對于一個新的儀器項目其軟件設計已有的實現方案是利用先前同系列或相似產品已有的設計，并在其基礎上先消除原先儀器的差異性并增加自身的差異性實現。在利用已有資源時，與當前儀器功能完全相同的部分也會被復制到本項目中來，此后，此部分與過去同功能的部分都作為各自獨立的一部分分別實現或修改。現有技術有如下幾個方面的不足(1)很多重復性的工作，尤其是在新老項目屬于同系列中的不同產品時，差異性較少而共性很多。共性部分重復開發與測試增加了工作量，且不利于保持各個產品共性一致， 降低軟件質量。(2)差異性支持不足。在支持差異性時對接口與數據修改可能較大，致使各個項目的實現差異比理論差異還要大，降低了可維護性，提高了后期維護成本。(3)軟件實現在分層上不足，致使在消除原先儀器差異性或增加現有差異性的同時可能對過去穩定的代碼產生不利影響，降低軟件質量。(4)不必要的重復開發與測試以及后期浪費較多人力，降低研發效率。
技術實現思路
本專利技術的目的就是針對以上技術所存在的不足，提供。本專利技術的目的之一是通過以下技術方案來實現的，先對儀器軟件的需求進行抽象分析，并在需求分析基礎上進行功能劃分，再進行數據分析與行為分析，得到一抽象的儀器模型，該模型分為抽象層和具體項目實現層，其中針對頻譜分析類儀器都有控制硬件電路狀態、采集數據、分析數據獲得軌跡并顯示圖像等共性特點，將這些行為與所使用的數據歸納為頻譜分析儀類儀器的抽象層，在抽象層中對這些行為進行組合，制定各種行為之間相互作用的次序與數據的使用規則，并開放行為具體實現的接口。在具體項目中，只要在抽象層開放的接口中根據本項目的特點進行具體實現，即可實現該頻譜分析儀產品的實際功能。抽象層建立了一個完全概念上的模型，在這個模型上，抽象層只從需求分析角度描述滿足用戶需求所需要的各種行為的標準與準則，并不關心其行為具體如何實現。抽象層的重點在于需求分析與規則制定，將各種需求分解為各種流程，針對每種流程又定義其過程標準與過程階段劃分，等同于在理論上實現可行性驗證，而將如何實現交給了具體項目實現層。具體項目實現層重點在于如何實現滿足用戶的需求。由于在抽象層已經制定了各種行為的準則與具體流程分解，實現層將重點放在已經分解的各個技術點，而不需要考慮整體要求。只有那些抽象層未曾解決的特殊需求才需要在實現層進行單獨設計，而這種情形較少發生。得到模型之后采用面向對象的設計思想開發，從而實現共性與差異性的共存。基于共性的抽象，模型根據其用途可劃分6大模塊命令模塊實現用戶命令的接收、分析與派發。能正確接收用戶的命令，通過對命令的解釋與處理，將用戶命令映射成為頻譜分析儀的功能需求消息，并將此需求消息進一步派發給各具體負責的模塊；包含本地與程控命令的接收與解釋、自定義前面板驅動與消息的映射、程控命令的發送。功能執行模塊功能執行模塊分為本地功能執行模塊與程控功能執行模塊兩大部分，其中本地功能執行模塊是重要的組成部分，它包含了頻譜分析儀最基本測量分析功能， 也是其他功能的基礎。顯示模塊包括用軟面板顯示、圖像文件存儲與打印。算法模塊為對信號的分析與信息處理算法支持。信息管理模塊管理系統的運行狀態、軌跡區信息、錯誤信息等并提供觀察處理信息的方法。輔助功能散落于其他5大模塊中提供相應功能，主要是為了提高研發效率而提供的更多的調試手段。為保持模擬的抽象與健壯性，模塊之間彼此視為黑盒，其通訊采用以下規則(1)對于同在命令模塊中的函數采用直接調用方式；(2)對于其他模塊中的功能采取根據不同需求發送相應自定義消息的方式Gend or Post)；其它模塊的功能要求都位于某相應的線程中，該線程是由CWinTread的派生類創建的UI線程；(3)函數返回值原型統一為 LRESULT WINAPI FunctionName (type para. · ·)類型；(4)對于各個程控接口，每個接口采用一單獨的互斥量進行同步或者保護，以防數據出錯；(5)對于命令模塊向其他模塊傳送數據，采用特定事件通訊的方式，每個程控接口有其單獨的數據接收事件；數據傳送的形式為一指向數據的CONST PVOID指針，具體數據含義由各需求模塊自行決定。另外此處數據不包括命令，僅指接收到的被程控的儀器發來的數據信息例如“ON”等。框架在設計整體軟件的架構時采用了三方接口方案，該方案是將儀器的控制、測量、顯示三大需求進行分解，劃分各個獨立的模塊，對于每個模塊自身而言其他模塊都為黑盒，模塊之間的通信只有通過所給出的統一標準的接口實現，且僅需要向其他模塊提出自己的要求而無需關心其他模塊內部如何實現。此方案在一個項目內部剝離了接口與實現，減少了各個模塊之間的耦合，也就減少了開發人員彼此之間的依賴性，節省了人力，使得無論抽象層還是實現層的工作都可以根據模塊劃分并行開展。附圖說明下面結合附圖對本專利技術的具體實施例作進一步詳細的說明。圖1為本專利技術的技術方案；圖2為實施例中三方接口方案在程控模式下的流程；圖3為三方接口方案在本地人機界面控制模式下的流程；圖4為在程控方式下設置軌跡數據與設置配置數據流程圖；圖5為三方接口方案在程控模式下的查詢操作流程；圖6為三方接口方案在本地人機界面控制模式下的查詢操作流程。具體實施例方式，針對頻譜分析類儀器都有控制硬件電路狀態、采集數據、分析數據獲得軌跡并顯示圖像等共性特點，將這些行為與所使用的數據歸納為頻譜分析儀類儀器的抽象層，在抽象層中對這些行為進行組合，制定各種行為之間相互作用的次序與數據的使用規則，并開放行為具體實現的接口。在具體項目中，只要在抽象層開放的接口中根據本項目的特點進行具體實現，即可實現該頻譜分析儀產品的實際功能。抽象層建立了一個完全概念上的模型，在這個模型上，抽象層只從需求分析角度描述滿足用戶需求所需要的各種行為的標準與準則，并不關心其行為具體如何實現。抽象層的重點在于需求分析與規則制定，將各種需求分解為各種流程，針對每種流程又定義其過程標準與過程階段劃分，等同于在理論上實現可行性驗證，而將如何實現交給了具體項目實現層。具體項目實現層重點在于如何實現滿足用戶的需求。由于在抽象層已經制定了各種行為的準則與具體流程分解，實現層將重點放在已經分解的各個技術點，而不需要考慮整體要求。只有那些抽象層未曾解決的特殊需求才需要在實現層進行單獨設計，而這種情形較少發生。由于抽象層剝離了接口與實現，所以凡是具有此共性的儀器都適用，頻譜分析儀類抽象層理論上適用于各個頻譜分析儀項目。即使對個別項目有些要求不能滿足，也能很快地對抽象層進行擴展，因為抽象相對于實現本身就具有靈活的彈性；或者將此特殊要求交給具體實現層，依舊保持抽象層的整體結構的穩定性。因此抽象層的軟件代碼的特點是 “一次設計，到處使用”，無需重復的設計與驗證工作，節省人力的本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬風軍，康永強，劉寶東，鄧旭亮，
申請(專利權)人：中國電子科技集團公司第四十一研究所，
類型：發明
國別省市：