·不同背景的开发人员和设计师可以互相交流；

·可视化描述比较直观；

·简单易学、易用；

·是行业标准，被绝大多数业内人士认同；

·有利于保存系统设计的精髓以供下次开发使用（而不仅仅是一堆电路图和代码）；

·有利于项目的回溯、测试。

１．２ ＵＭＬ框图

作为一种可视化建模语言，ＵＭＬ中的所有语素是一个个框图。设计人员就是用这一个个框图描述整个系统的设计。ＵＭＬ模型的框图主要有以下几种：

·Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｕｓｅ Ｃａｓｅ框图和Ｕｓｅ Ｃａｓｅ框图，前者主要描述整个机构的功能，后者主要从用户的角度描述系统的功能。所以后者通常用于与系统客户交流，提取用户的需求。

·Ｃｌａｓｓ框图，这一种是静态图，描述系统中的类。在此框图中可以体现类的主要内容和功能、类之间的结构和相互关系。

·Ｓｔａｔｅ Ｃｈａｒｔ框图提供了建模对象的各种状态及它们之间的转换关系。它提供建模系统的动态功能。这些框图广泛用于建立实际的系统，将会生成系统的全部代码。

·Ａｃｔｉｖｉｔｙ框图与Ｓｔａｔｅ Ｃｈａｒｔ框图同样描述系统的动态功能，但它着重于显示系统的功能流，显示Ｕｓｅ Ｃａｓｅ框图中某个案例（Ｃａｓｅ）的事件流。它定义了工作流从何时开始、哪里开始、按什么顺序发生、最终在哪结束。

·Ｓｅｑｕｅｎｃｅ框图显示了Ｕｓｅ Ｃａｓｅ框图中各对象的具体功能流程。Ｓｅｑｕｅｎｃｅ框图演示了业务过程的细节。值得注意的是，这个框图只显示对象，不显示类。即Ｓｅｑｕｅｎｃｅ框图是针对某个特定情况、特定对象进行的描述。

·Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｏｎ 框图与Ｓｅｑｕｅｎｃｅ框图同样描述对象间的相互关系。但它并不像Ｓｅｑｕｅｎｃｅ框图那样以时间顺序描述，而是着重显示对象与角色之间的交互。其目的是 让质量保证工程师和系统建筑师分析对象之间处理过程的分布情况。如果分布不合理，系统建筑师可能考虑重新分配处理工作。

·Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ框图显示模型的物理视图，也显示系统中软、硬件组件及其相互关系。

·Ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ框图则显示了系统的物理布局和各组件的位置及配置方法。

这些框图为系统的分析、设计、建模提供了多种图形表达形式，可应用于开发的不同阶段。它们的有机结合可以构建一个完整而一致的系统。下面针对于车载ＧＰＳ终端这个具体项目说明ＵＭＬ在嵌入式系统设计中的具体应用。

２ ＵＭＬ在车载ＧＰＳ终端设计中的应用

２．１ 车载ＧＰＳ终端系统简介　　　　　

车 载ＧＰＳ终端是置于机动车内的实时定位装置，如图１所示。它的应用对象是需要定位、调度的车队，例如：运输车队和出租车等。车辆可以通过终端和ＧＰＳ卫星 进行实时、准确的定位，并通过无线通讯网络上报远程的中心系统。中心可以通过终端远程监视车行轨迹，甚至在特殊情况下通过终端控制车辆。同时，终端还可以 起到车载电话的作用，并可在车辆遇险时进行报警。另外，通过终端车辆还可以接收少量的调度信息。

２．２ 需求分析

在对系统进行需求分析时，可以使用Ｕｓｅ Ｃａｓｅ图进行功能上的需求分析。Ｕｓｅ Ｃａｓｅ图分角色（Ａｃｔｏｒ）和案例（Ｃａｓｅ）两部分。角色是与系统交互的人或物，而案例是系统提供的功能块。使用Ｕｓｅ Ｃａｓｅ观察系统能够将系统实现与系统目标分开，有助于开发人员了解最重要的部分，满足用户需求，而不会沉浸于实现细节。

对于车载ＧＰＳ终端，主要的角色有两种：车载终端用户和监控中心用户。终端用户可以报警，打车载电话等；而监控中心可以查询车辆位置，发送调度信息。其Ｕｓｅ Ｃａｓｅ框图如图２所示。

２．３ 规格说明

最后，在规格说明阶段进行系统的业务描述。即规范系统完成一定功能的主要流程。这可以利用Ａｃｔｉｖｉｔｙ框图进行。图５显示了ＧＰＳ数据到达时，车载ＧＰＳ终端系统所进行的处理流程。

２．４ 系统设计

２．５ 构件设计

接下来对每一个系统构件进行详细的设计。对于某些大型工程，甚至需要把每一个构件作为一个项目，重新以需求分析、规格说明开始展开构件设计循环。在构件设计中，除了可以使用前文介绍过的各种ＵＭＬ框图外，通常还需要使用Ｓｔａｔｅ Ｃｈａｒｔ、Ｓｅｑｕｅｎｃｅ这两种框图描述具体的系统流程细节。

在本例中，ＧＳＭ模块共有四个状态：待命、有问题、通话中、短消息通讯中。使用Ｓｔａｔｅ Ｃｈａｒｔ框图描述它们之间的转换关系，如图７所示。

在集成测试时，可以联合使用所有的ＵＭＬ框图认真分析每个构件的原理，针对每一个系统功能、每一个可能发生错误的过程写出相应的测试程序，进行完整而可靠的程序测试。

利用ＵＭＬ和系统的设计方法可以使传统的嵌入式系统设计告别“手工作坊”的开发方式，大大提高嵌入式系统的开发速度和产品质量，增强设计的可复用性。

但是ＵＭＬ是图形化描述语言，比较适用于面向对象的程序设计；对于精确的规格设计或非面向对象的语言设计来说就不尽如人意了。在具体应用中，灵活应用注释功能，把框图对应模块所需的具体规格要求以注释的形式写在框图中，充分利用Ｓｔａｔｅ Ｃｈａｒｔ和Ｓｅｑｕｅｎｃｅ这些框图来完成面向过程部分的设计。