uData诞生背景
uData框架设计之初的思想是基于传统sensorhub概念基础之上的，结合IoT的业务场景和AliOS Things物联网操作系统的特点设计而成的一个面对IoT的感知设备处理框架。uData的主要目的是为了解决IoT端侧设备传感器开发的周期长、应用算法缺少和无云端数据一体化等痛点问题。
uData概要介绍
uData设计之初是遵循分层解耦的模块化设计原则，其目的是为了让uData根据客户的不同业务和需求组件化做移植适配。下图是当前架构模块图，主要分kernel和framework两层，kernel层主要是负责传感器驱动，硬件端口配置和相关的静态校准，包括轴向校准等；framework层主要是负责应用服务管理、动态校准管理和对外模块接口等。
- uData关键模块说明
uData，目前主要有三大模块支撑整个架构。其他模块均可以按照业务需求进行组件化配置或者增加新功能。
| 模块名 | 所在模块路径 | 具体描述 |
|---|---|---|
| 应用服务管理模块 | framworkservice mgr | 1.管理基于传感器的应用算法数据服务，如注册等 2.支撑整个uData框架的事件调度机制 3.管理对外组件的业务需求，如订阅等 |
| 抽象数据管理模块 | framworkabs data model | 1.对物理传感器的抽象化管理 2.和实际物理传感器分离，并做1：1映射 3.以vfs方式和kernel层sensor进行通信 |
| 传感器抽象层模块 | devicesensorhal | 1.提供物理传感器驱动的驱动接口，如注册，创建驱动对象等 2.提供静态校准的配置接口，如轴向等 3.提供硬件配置接口，比如I2C,SPI配置相关配置 |
- uData数据表
当前uData的框架中分别有三张数据表，应用服务表、抽象数据表，物理传感器表。
| 数据表 | 所在模块 | 对应数据业务 | 具体描述 |
|---|---|---|---|
| 应用服务表 | framworkservice mgr | 管理基于传感器的应用算法数据表 | g_service_db[] |
| 抽象数据表 | framworkabs data model | 管理对物理传感器抽象的数据表 | g_abs_data_db[] |
| 物理传感器表 | devicesensorhal | 管理系统可用的物理传感器数据表 | g_sensor_obj[] |
- uData数据类型
uData主要分两种类型的数据，一种是uData的应用算法数据类型，开发者和外部模块也只和这类型的数据进行通信和交互；另外一种是物理传感器数据类别，存在于kernel的sensor驱动层，并和uData framework层进行通信和交互，暂不对外。一般情况下，每一个应用算法服务数据会订阅一个物理传感器数据，也可能一个应用算法数据基于多个物理传感器数据。
/* uData应用算法数据类型 */
typedef enum
{
UDATA_SERVICE_ACC = 0, /* Accelerometer */
UDATA_SERVICE_MAG, /* Magnetometer */
UDATA_SERVICE_GYRO, /* Gyroscope */
UDATA_SERVICE_ALS, /* Ambient light sensor */
UDATA_SERVICE_PS, /* Proximity */
UDATA_SERVICE_BARO, /* Barometer */
UDATA_SERVICE_TEMP, /* Temperature */
UDATA_SERVICE_UV, /* Ultraviolet */
UDATA_SERVICE_HUMI, /* Humidity */
UDATA_SERVICE_HALL, /* HALL sensor */
UDATA_SERVICE_HR, /* Heart Rate sensor */
UDATA_SERVICE_PEDOMETER,
UDATA_SERVICE_PDR,
UDATA_SERVICE_VDR,
UDATA_MAX_CNT,
}udata_type_e; /* uData物理传感器数据类型 */
typedef enum{
TAG_DEV_ACC = 0， /* Accelerometer */
TAG_DEV_MAG, /* Magnetometer */
TAG_DEV_GYRO， /* Gyroscope */
TAG_DEV_ALS, /* Ambient light sensor */
TAG_DEV_PS, /* Proximity */
TAG_DEV_BARO, /* Barometer */
TAG_DEV_TEMP, /* Temperature */
TAG_DEV_UV, /* Ultraviolet */
TAG_DEV_HUMI, /* Humidity */
TAG_DEV_HALL, /* HALL */
TAG_DEV_HR, /* Heart Rate */
TAG_DEV_SENSOR_NUM_MAX,
} sensor_tag_e;- 物理传感器介绍
当前uData所支持的都是基于MEMS传感器（微机电系统，Microelectro Mechanical System）来设计实现的，下表是对现有的传感器做一个简单的介绍，可以增加对整个文档的理解和uData的认识。
| 传感器列表 | 传感器类型 | 功能简介 |
|---|---|---|
| 光感器 | 环境类传感器 | 感知周围的光亮强度 |
| 温度计 | 环境类传感器 | 感知周围的环境温度 |
| 湿度计 | 环境类传感器 | 感知周围的环境湿度 |
| 气压计 | 环境类传感器 | 感知所在区域的气压值 |
| 紫外线 | 环境类传感器 | 感知所在区域的紫外线强度 |
| PM2.5 | 环境类传感器 | 感知所在区域的PM2.5值 |
| VOC | 环境类传感器 | 感知所在区域的有害气体值 |
| 加速度计 | 运动类传感器 | 测算对象当时的加速度值 |
| 陀螺仪 | 运动类传感器 | 测算对象当时的角速度值 |
| 磁力计 | 位置类传感器 | 测算对象周围的磁场强度 |
| 接近光 | 位置类传感器 | 感知物体接近的距离 |
| 心率计 | 健康类传感器 | 测算对象当时的心率值 |
| 血压计 | 健康类传感器 | 测算对象当时的血压值 |
uData开机流程
在本章节中，涉及介绍uData的开机流程。主要是从系统开机，到内核初始化，sensor初始化，framework初始化再到uData的framework初始化。也可以从下图中可以清楚的了解到整个初始化过程。
uData模块间通信模式
当前的uData模块间通信是基于AliOS Things的yloop异步处理机制的。当前uData所支持的异步事件按如下所示，也可以在includeaosyloop.h中查阅相关信息：
/** uData event */
#define EV_UDATA 0x0004
#define CODE_UDATA_DEV_READ 1
#define CODE_UDATA_DEV_IOCTL 2
#define CODE_UDATA_DEV_OPEN 3
#define CODE_UDATA_DEV_CLOSE 4
#define CODE_UDATA_DEV_ENABLE 5
#define CODE_UDATA_DEV_DISABLE 6
#define CODE_UDATA_SERVICE_SUBSRIBE 7 /* 目前用于外部组件的订阅，如数据上云业务 */
#define CODE_UDATA_SERVICE_UNSUBSRIBE 8 /* 目前用于外部组件的退阅，如数据上云业务 */
#define CODE_UDATA_SERVICE_PROCESS 9
#define CODE_UDATA_SERVICE_IOCTL 10
#define CODE_UDATA_REPORT_PUBLISH 11 /* 当uData数据准备好之后，会广播事件通知相关的外部模块 */在uData框架的framework层，目前设计了一个任务调度器（uData_service_dispatcher）和一个定时器（g_abs_data_timer）来实现整个uData的通讯机制。
- 数据读取方式
- 轮询方式（POLLING） ：基于定时器发起的方式。
- 中断方式（PUSH/INT）：基于传感器中断发起的方式。
一般业务，基本以轮询方式来读取数据都能满足业务需求，中断方式基本用于低功耗管理，系统唤醒等业务居多，比如基于加速度计的系统唤醒机制。
根据上面的各模块介绍，汇总了下图来描述了对整个uData框架的整体实现和通讯机制的理解和认识。
uData框架小结
本文主要是从uData的软件设计实现方面来实现。关于uData移植，sensor驱动开发等请参考其他相关的文档。
