Swift Frame

---- Chime Lee

一、概述

Swift Frame（雨燕）是一款基于 LiteOS 设计思想打造的轻量级嵌入式代码架构，专为 MCU 级资源受限场景设计，核心借鉴 LiteOS 的任务调度与 IPC 通信范式，以 “模块化拆分、异步消息通信、分层 ID 寻址” 为核心，实现嵌入式业务的解耦、高效协作。

命名灵感源于雨燕 —— 身形小巧、飞行迅捷、能耗极低，契合框架 “轻量、高效、适配嵌入式资源受限场景” 的核心特性。

核心特性

• 🪶 极致轻量：无冗余逻辑，适配 KB 级内存的 MCU，基于 LiteOS Task / 消息队列极简封装；
• 🧩 模块化设计：业务拆分为 Service（进程级集群）、Module（线程级单元），独立部署 / 运行，故障隔离；
• 📨 异步消息通信：基于 REQ/RESP 消息 ID 的异步交互，无阻塞通信，贴合 LiteOS IPC 设计范式；
• 🔍 分层 ID 寻址：Service/Module/ 消息三级唯一 ID，精准路由，无寻址冲突；
• 🛡️ 安全可控：静态数据池管理业务数据，引用计数避免内存泄漏 / 野指针。

核心设计

1. ID 规则（32 位分层设计，适配 MCU 32 位寄存器）

层级	位段分配	取值范围	说明
Service ID	高 8 位（16~23）	0x00010000~0x00FF0000	业务集群标识（如网络 / 文件 / I/O），最多 255 个
Module ID	中 8 位（8~15）	0x00010100~0x00FFFE00	基于 Service ID，每个 Service 最多 255 个 Module
消息 ID	低 8 位（0~7）	0x00010101~0x00FFFFFE	低 8 位含 1 位 REQ/RESP 标识（0=REQ，1=RESP）+7 位业务序号

ID 唯一性约束：

• Module ID 全局唯一；
• 同一 Module 下的消息序号不重复，REQ/RESP 共用序号（仅标识位不同）。

2. 消息模型

框架将消息分为请求（reqMsg）和响应（respMsg）两类，核心字段对齐 LiteOS 消息队列设计（固定长度，仅存元信息）：

// 请求消息结构体（核心字段）
struct reqMsg {
    uint32_t msgID;          // 消息ID（含REQ标识）
    uint32_t seq;            // 消息序列号（全局自增，用于数据绑定）
    uint32_t srcModuleID;    // 发送方Module ID
    uint32_t destModuleID;   // 接收方Module ID
    void* dataAddr;          // 业务数据在数据池的地址
    uint32_t dataLen;        // 业务数据长度
    const char* typeTAG;     // 数据类型标签（类型安全校验）
    int32_t (*proc)(struct respMsg*); // 响应回调函数
    void* addr;              // 发送者线程地址（LiteOS Task句柄）
};

// 响应消息结构体（核心字段）
struct respMsg {
    uint32_t msgID;          // 消息ID（含RESP标识）
    uint32_t seq;            // 与请求消息序号一致，用于关联
    uint32_t srcModuleID;    // 响应方Module ID
    uint32_t destModuleID;   // 接收方Module ID（原请求发送方）
    void* dataAddr;          // 响应数据在数据池的地址
    uint32_t dataLen;        // 响应数据长度
    const char* typeTAG;     // 数据类型标签
    int32_t retCode;         // 响应错误码
    void* addr;              // 响应者线程地址
};

3. 核心组件

组件	对应 LiteOS 模块	核心职责
消息管理者	LOS_MsgQueue	维护 Module 与消息队列的映射，根据 destModuleID 分发消息，管理消息序列号
数据池	LOS_Mem	静态内存池管理业务数据，基于引用计数实现数据生命周期管理，避免动态内存泄漏
Service	LiteOS 组件簇	业务集群（如网络 Service / 文件 Service），管理所属 Module 的启停 / 隔离
Module	LiteOS Task	最小业务执行单元，绑定 LiteOS Task，独立消息队列，处理指定 REQ/RESP 消息

许可证

本框架为个人 / 团队自研嵌入式架构，基于 MIT 许可证开源，可自由修改、复用，仅限非商业用途。

设计理念

Swift Frame（雨燕）始终遵循 “轻量、高效、解耦” 的嵌入式设计原则，以 LiteOS 为底层基石，让嵌入式业务开发像雨燕飞行一样 —— 迅捷、低耗、灵活。