嵌入式實(shí)時(shí)軟件在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

黃曉偉

【摘 要】隨著我國社會(huì)信息化進(jìn)程不斷發(fā)展，幾乎各個(gè)領(lǐng)域都已應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件，但在電子設(shè)備、工業(yè)控制及武器裝備中發(fā)揮核心作用的就是嵌入式系統(tǒng)。因此，軟件產(chǎn)品質(zhì)量的提高，軟件缺陷的降低，讓高品質(zhì)的計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品更好地為人們服務(wù)顯得尤為重要。該文章主要探討嵌入式實(shí)時(shí)軟件在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】嵌入式實(shí)時(shí)軟件 軟件特點(diǎn) 軟件措施 實(shí)例介紹 未來趨勢(shì)

嵌入式實(shí)時(shí)軟件通常會(huì)用在計(jì)算機(jī)的軟件設(shè)計(jì)中，不僅直接關(guān)系到計(jì)算機(jī)的工作效率，而且對(duì)企業(yè)效應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生影響，因此對(duì)計(jì)算機(jī)的影響很大。雖然嵌入式實(shí)時(shí)軟件有一定的缺點(diǎn)，就是對(duì)硬件及軟件有很強(qiáng)的依賴性，但是實(shí)時(shí)控制的優(yōu)勢(shì)仍值得應(yīng)用。所以，嵌入式實(shí)時(shí)軟件的應(yīng)用在軟件設(shè)計(jì)中發(fā)展趨勢(shì)勢(shì)不可擋，以下文章探討在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中嵌入式實(shí)時(shí)軟件的實(shí)際應(yīng)用。

一、分析計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用嵌入式實(shí)時(shí)軟件的特點(diǎn)

嵌入式實(shí)時(shí)軟件應(yīng)用到計(jì)算機(jī)的軟件設(shè)計(jì)過程中，可以提高軟件設(shè)計(jì)的可靠性。因?yàn)榍度胧綄?shí)時(shí)軟件的應(yīng)用被用在了動(dòng)態(tài)分配、緩存機(jī)制以及預(yù)測(cè)指令的執(zhí)行等設(shè)計(jì)中，提高了軟件的實(shí)時(shí)處理功能。

嵌入式實(shí)時(shí)軟件在計(jì)算機(jī)軟件的實(shí)際應(yīng)用中主要包括兩個(gè)部分硬件和軟件。計(jì)算機(jī)軟基系統(tǒng)的運(yùn)作與行為靠應(yīng)用程序來控制，程序編程與硬件交互控制由計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)實(shí)行控制。嵌入式微處理器是嵌入式實(shí)時(shí)軟件的系統(tǒng)核心，一般情況可以實(shí)時(shí)支持多任務(wù)同時(shí)進(jìn)行，并能快速完成多項(xiàng)任務(wù)的實(shí)時(shí)操作。嵌入式實(shí)時(shí)軟件的系統(tǒng)的存儲(chǔ)區(qū)域的保護(hù)功能十分強(qiáng)大，它的軟件結(jié)構(gòu)以板塊化為主，便于檢測(cè)和維修。同時(shí)，嵌入式實(shí)時(shí)軟件的設(shè)計(jì)中，應(yīng)具備強(qiáng)大的擴(kuò)展處理器結(jié)構(gòu)，使之減少功能耗費(fèi)，發(fā)揮嵌入式軟件系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，使其在計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用中發(fā)揮不可取代的作用。

二、分析在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中應(yīng)用嵌入式實(shí)時(shí)軟件的措施

嵌入式實(shí)時(shí)軟件存在明顯的優(yōu)勢(shì)，所以在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中已普遍應(yīng)用嵌入式實(shí)時(shí)軟件。專家們就如何采取措施提高嵌入式實(shí)時(shí)軟件的使用質(zhì)量提出兩點(diǎn)建議：一方面能夠達(dá)到實(shí)時(shí)CORBA與相關(guān)模型的效果，另一方面能夠?qū)h(yuǎn)過程調(diào)用提供服務(wù)，進(jìn)而使計(jì)算機(jī)的軟件對(duì)實(shí)時(shí)CORBA產(chǎn)生擴(kuò)展作用，以實(shí)施機(jī)制來進(jìn)行事件處理。其次，嵌入式實(shí)施軟件設(shè)計(jì)時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中離不開具有支持并發(fā)特點(diǎn)的計(jì)算模式，并且系統(tǒng)硬件以及軟件之間緊密結(jié)合。在計(jì)算機(jī)軟件的面向組件開發(fā)，嵌入式實(shí)時(shí)軟件的應(yīng)用，其中組件主要為給外界提供服務(wù)，同時(shí)組件還具備重用性和獨(dú)立性。以上建議，使嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的獨(dú)立性可以完美展現(xiàn)。

三、分析在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中嵌入式實(shí)時(shí)軟件設(shè)計(jì)實(shí)例介紹

3.1在嵌入式實(shí)時(shí)軟件設(shè)計(jì)應(yīng)用中，微處理器會(huì)選擇AT91RM9200，該處理器不僅有豐富的外設(shè)接口，并且處理器內(nèi)的控制器也可用于同步控制和對(duì)事件的突發(fā)訪問，嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間有效縮短。

3.2嵌入式實(shí)時(shí)軟件在計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用中的開發(fā)流程，首先進(jìn)行市場(chǎng)需求分析，然后就是軟件設(shè)計(jì)以及代碼生成，最后軟件測(cè)試固化。在計(jì)算機(jī)嵌入式實(shí)時(shí)軟件設(shè)計(jì)中，將會(huì)開發(fā)系統(tǒng)的各個(gè)功能分成子模塊以及利用模塊方式進(jìn)行的程序，劃分開系統(tǒng)的多個(gè)并發(fā)執(zhí)行任務(wù)，使軟件設(shè)計(jì)的效率以及穩(wěn)定性得以提升，建立系統(tǒng)中軟件與硬件的有效交互。

3.3在嵌入式實(shí)時(shí)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，在設(shè)計(jì)中軟件與硬件結(jié)構(gòu)的緊密結(jié)合，改善產(chǎn)痛計(jì)算機(jī)軟件中依賴硬件的性能，軟件系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性功能也會(huì)相對(duì)提升。嵌入式實(shí)時(shí)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，將任務(wù)間的職責(zé)明確劃分，每個(gè)任務(wù)在軟件程序中具有唯一的地址。優(yōu)先級(jí)調(diào)度模式的應(yīng)用，縮短軟件系統(tǒng)的對(duì)事件的響應(yīng)時(shí)間。

3.4嵌入式實(shí)時(shí)軟件開發(fā)中，采用事件驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行中斷驅(qū)動(dòng)，使嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性與性能要求得以提升；嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)部功能的設(shè)計(jì)，把軟件設(shè)計(jì)任務(wù)劃分成若干個(gè)周期，來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)任務(wù)的異步、同步、應(yīng)用控制等設(shè)計(jì)，保證功能之間的積極響應(yīng)，使軟件程序系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性得以提高。在嵌入式實(shí)時(shí)軟件開發(fā)中，還可以做簡化控制流程的設(shè)計(jì)，把控制任務(wù)組織為狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖的結(jié)構(gòu)，軟件內(nèi)部可以具有相同的事件驅(qū)動(dòng)或者共享資源。

四、分析嵌入式實(shí)時(shí)軟件開發(fā)未來發(fā)展趨勢(shì)

嵌入式實(shí)時(shí)軟件開發(fā)不僅有很大的應(yīng)用范圍，而且計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)也有較高的靈活性，同時(shí)具有較高的與現(xiàn)實(shí)環(huán)境交互能力。嵌入式軟件與普通的PC系統(tǒng)有很大的區(qū)別，主要由軟件和硬件兩個(gè)部分來組成。嵌入式實(shí)時(shí)軟件可以劃分為微處理器、圖形控制器、I/O端口以及程序編程等構(gòu)成內(nèi)容。嵌入式實(shí)時(shí)軟件均具有易控性、實(shí)時(shí)性、及可操作性，因此它亦具備多重任務(wù)操作和實(shí)時(shí)的特性，嵌入式實(shí)時(shí)軟件在計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)內(nèi)容上的應(yīng)用是一重大突破。

在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中應(yīng)用嵌入式實(shí)時(shí)軟件，不但要設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而且將層次化模塊結(jié)構(gòu)應(yīng)用到軟件系統(tǒng)中，從而將嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)完善的應(yīng)用到計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序中，在軟件提供的幫助下達(dá)到完成各種任務(wù)的效果。嵌入式實(shí)時(shí)軟件在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)應(yīng)用過程中，對(duì)硬件平臺(tái)具備極強(qiáng)的依賴性，因此在對(duì)計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)時(shí)，必須科學(xué)的設(shè)計(jì)硬件和軟件兩者的關(guān)系，并且使軟件測(cè)試維護(hù)工作得以完善，從而促使嵌入式實(shí)時(shí)軟件應(yīng)用的效果得以提高。

五、結(jié)束語

綜上所述，在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中應(yīng)用嵌入式實(shí)時(shí)軟件，一方面可以對(duì)中斷進(jìn)行處理和上下文進(jìn)行切換，另一方面還可以同步任務(wù)以及分配資源，因此它具有明顯的優(yōu)勢(shì)，能夠在許多企業(yè)中得以運(yùn)用。與此同時(shí)，嵌入式軟件開發(fā)還能在一定程度上促進(jìn)軟件產(chǎn)品的發(fā)展速度，改善軟件的復(fù)雜性，保障軟件產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，相關(guān)工作人員應(yīng)該深入研究嵌入式實(shí)時(shí)軟件在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，并且不斷探討有關(guān)提高嵌入式實(shí)時(shí)軟件質(zhì)量的措施，進(jìn)而為我國社會(huì)主義發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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