Question

我在小型嵌入式设备重新设计（PID控制器）中解决的主要问题是设备参数存储。我在这里部分介绍的旧解决方案是节省空间的，但是在添加新参数时保持笨拙。它基于设备参数ID，必须与EEPROM地址匹配，如下面给出的示例所示：

// EEPROM variable addresses

#define EE_CRC                       0          // EEPROM CRC-16 value

#define EE_PROCESS_BIAS              1          // FLOAT, -100.00 - 100.00 U
#define EE_SETPOINT_VALUE            3          // FLOAT, -9999 - 9999.9
#define EE_SETPOINT_BIAS             5          // CHAR, -100 - 100 U
#define EE_PID_USED                  6          // BYTE, 1 - 3
#define EE_OUTPUT_ACTION             7          // LIST, DIRE/OBRNU
#define EE_OUTPUT_TYPE               8          // LIST, GRIJA/MOTOR

#define EE_PROCESS_BIAS2             9          // FLOAT, -100.00 - 100.00 U
#define EE_SETPOINT_VALUE2          11          // FLOAT, -9999 - 9999.9
#define EE_SETPOINT_BIAS2           13          // CHAR, -100 - 100 U
#define EE_PID_USED2                14          // BYTE, 1 - 3
#define EE_OUTPUT_ACTION2           15          // LIST, DIRE/OBRNU
#define EE_OUTPUT_TYPE2             16          // LIST, GRIJA/MOTOR

#define EE_LINOUT_CALIB_ZERO        17          // FLOAT, -100.0 - 100.0
#define EE_LINOUT_CALIB_GAIN        19          // FLOAT, -2.0 - 2.0

每个地址都是硬编码的，下一个地址是根据以前的数据大小定义的（注意地址之间的间距不均匀）。这是有效的，因为没有浪费EEPROM数据存储，但难以扩展而不会引入错误。

在代码的其他部分（即HMI菜单，数据存储......）中，代码将使用与刚刚给出的地址匹配的参数列表，如下所示：

// Parameter identification, NEVER USE 0 (zero) as ID since it's NULL
// Sequence is not important, but MUST be same as in setparam structure

#define ID_ENTER_PASSWORD_OPER             1 
#define ID_ENTER_PASSWORD_PROGRAM          2 
#define ID_ENTER_PASSWORD_CONFIG           3 
#define ID_ENTER_PASSWORD_CALIB            4 
#define ID_ENTER_PASSWORD_TEST             5 
#define ID_ENTER_PASSWORD_TREGU            6 

#define ID_PROCESS_BIAS                    7
#define ID_SETPOINT_VALUE                  8
#define ID_SETPOINT_BIAS                   9
#define ID_PID_USED                       10 
#define ID_OUTPUT_ACTION                  11
#define ID_OUTPUT_TYPE                    12

#define ID_PROCESS_BIAS2                  13

...

然后在使用这些参数的代码中，例如在下面给出的用户菜单结构中，我使用自己的PARAM类型（结构）构建了项目：

struct param {                      // Parametar decription
   WORD   ParamID;                    // Unique parameter ID, never use zero value
   BYTE   ParamType;                  // Parametar type
   char   Lower[EDITSIZE];            // Lowest value string
   char   Upper[EDITSIZE];            // Highest value string
   char   Default[EDITSIZE];          // Default value string
   BYTE   ParamAddr;                  // Parametar address (in it's media)
};                                  

typedef struct param PARAM;

现在，参数列表构建为结构数组：

PARAM code setparam[] = {
  {NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL},                   // ID 0 doesn't exist

  {ID_ENTER_PASSWORD_OPER, T_PASS, "0", "9999", "0", NULL},
  {ID_ENTER_PASSWORD_PROGRAM, T_PASS, "0", "9999", "0", NULL},
  {ID_ENTER_PASSWORD_CONFIG, T_PASS, "0", "9999", "0", NULL},
  {ID_ENTER_PASSWORD_CALIB, T_PASS, "0", "9999", "0", NULL},
  {ID_ENTER_PASSWORD_TEST, T_PASS, "0", "9999", "0", NULL},
  {ID_ENTER_PASSWORD_TREGU, T_PASS, "0", "9999", "0", NULL},  

  {ID_PROCESS_BIAS, T_FLOAT, "-100.0", "100.0", "0", EE_PROCESS_BIAS},
  {ID_SETPOINT_VALUE, T_FLOAT, "-999", "9999", "0.0", EE_SETPOINT_VALUE},
  {ID_SETPOINT_BIAS, T_CHAR, "-100", "100", "0", EE_SETPOINT_BIAS},
  {ID_PID_USED, T_BYTE, "1", "3", "1", EE_PID_USED},
  {ID_OUTPUT_ACTION, T_LIST, "0", "1", "dIrE", EE_OUTPUT_ACTION},
  {ID_OUTPUT_TYPE, T_LIST, "0", "1", "GrIJA", EE_OUTPUT_TYPE},

  {ID_PROCESS_BIAS2, T_FLOAT, "-100.0", "100.0", "0", EE_PROCESS_BIAS2},

...

实质上，每个参数都有唯一的ID，这个ID必须与硬编码的EEPROM地址匹配。由于参数的大小不固定，我无法将参数ID本身用作EEPROM（或其他媒体）地址。上面例子中的EEPROM组织是16位字，但原则上没有关系（字符浪费的空间更多，所以我希望将来更喜欢8位组织）。

问题：

有更优雅的方法吗？一些哈希表，众所周知的模式，类似问题的标准解决方案？ EEPROMS现在尺寸要大得多，我不介意使用固定参数大小（浪费32位布尔参数）来换取更优雅的解决方案。它看起来像固定大小的参数，我可以使用参数ID作为地址。我看不到这种方法有明显的缺点吗？

我现在使用的是分布式硬件（HMI，I / O和主控制器是分开的），我想使用所有设备都知道这个参数结构的结构，以便例如远程I / O知道如何缩放输入值，HMI知道如何显示和格式化数据，所有这些都只基于参数ID。换句话说，我需要单个地方来定义所有参数。

我进行了Google研究，对于不包含某些数据库的小型设备几乎没有找到。我甚至考虑过为我的数据结构生成一些C代码的XML定义，但也许有一些优雅的解决方案更适合小型设备（最高512 K闪存，32 K RAM）？

Answer 1

如果您不担心更改或处理器之间的兼容性，您可以简单地在RAM和EEPROM之间复制结构，并且只能访问RAM副本的各个成员。

如果您希望直接在EEPROM中对各个成员进行显式访问，您还可以相对轻松地创建一个工具，该工具可以从编译器的结构和已知打包规则中编译定义列表。

Answer 2

我会这样做。

我会用EEPROM中的变量创建一个结构的typedef。

使用您的示例，它看起来像这样：

typedef struct eeprom_st
{
    float process_biass;
    float setpoint_value;
    char setpoint_bias;
    ....
} eeprom_st_t;

我会创建一个偏移定义来标记结构存储在EEPROM中的位置。

我会添加一个指向该类型的指针，将其用作虚拟对象：

#define EEPROM_OFFSET 0
eeprom_st_t *dummy;

我会使用 offsetof 来获取我需要的特定变量的偏移量：

eeprom_write( my_setpoint_bias, EEPROM_OFFSET + offsetof(eeprom_st_t,setpoint_bias),
sizeoff(dummy->setpoint_bias));

为了使它更优雅，我还将eeprom写例程转换为宏。

Answer 3

我不确定这实际上是否比你的更好，但这是一个想法。为了便于维护，请考虑将EEPROM地址的知识封装到“eeprom”对象中。现在你有一个参数对象，每个实例都知道它的数据存储在物理EEPROM中的哪个位置。如果参数对象不了解EEPROM，可能会更容易维护。而是一个单独的eeprom对象负责物理EEPROM和参数对象实例之间的接口。

另外，请考虑将EEPROM数据的版本号添加到EEPROM中保存的数据中。如果更新了设备固件并且EEPROM数据的格式发生了变化，则此版本号允许新固件识别并转换旧版本的EEPROM数据。

用于小型嵌入式设备的EEPROM参数结构

3 个答案: