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

張小寒

（湖南財(cái)經(jīng)工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，衡陽 421002）

在信息時(shí)代，社會(huì)發(fā)展逐漸提高了對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)軟件的要求，傳統(tǒng)軟件達(dá)不到社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求。為此，要積極推進(jìn)計(jì)算機(jī)軟件的優(yōu)化設(shè)計(jì)，而嵌入式實(shí)時(shí)軟件的應(yīng)用有較大的價(jià)值，能對(duì)計(jì)算機(jī)的傳統(tǒng)軟件不足進(jìn)行彌補(bǔ)，應(yīng)用慢慢廣泛。

1 嵌入式實(shí)時(shí)軟件主要特征

在設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)軟件中，嵌入式實(shí)時(shí)軟件主要在緩存機(jī)制、動(dòng)態(tài)分配、預(yù)測(cè)指令的執(zhí)行等設(shè)計(jì)中應(yīng)用，能有效提升設(shè)計(jì)軟件可靠性與穩(wěn)定性，軟件處理的功能得到有效提升。實(shí)際設(shè)計(jì)嵌入式實(shí)時(shí)軟件時(shí)，需要設(shè)計(jì)兩個(gè)部分的內(nèi)容：硬件、軟件。計(jì)算機(jī)在實(shí)施軟件系統(tǒng)行為，運(yùn)行軟件系統(tǒng)的時(shí)候，要借助應(yīng)用程序?qū)嵤┯行Э刂?。之后，借助?jì)算機(jī)的操作程序?qū)Τ绦蚓幊?、硬件交互進(jìn)行控制。在設(shè)計(jì)嵌入式實(shí)時(shí)軟件的時(shí)候，系統(tǒng)核心為嵌入式的微處理器，通常能實(shí)時(shí)為多項(xiàng)任務(wù)提供支持，在短時(shí)間內(nèi)能將響應(yīng)中斷，完成多個(gè)任務(wù)的操作，同時(shí)儲(chǔ)存區(qū)的保護(hù)性能比較強(qiáng)，嵌入式實(shí)時(shí)軟件具有模塊化結(jié)構(gòu)，方便檢測(cè)與修復(fù)軟件[1]。同時(shí)，在設(shè)計(jì)嵌入式實(shí)時(shí)軟件中，其處理器結(jié)構(gòu)要有拓展性能，主要設(shè)計(jì)是功耗比較低的嵌入式微處理器，實(shí)現(xiàn)嵌入式實(shí)時(shí)軟件在計(jì)算機(jī)中的作用。

2 嵌入式實(shí)時(shí)軟件的主要優(yōu)勢(shì)

將嵌入式實(shí)時(shí)軟件嵌入到設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)軟件中，具有較強(qiáng)功能特征，一方面體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)軟件在軟件上的特征，另一方面也體現(xiàn)在其功能上的特征，合理交互硬件與軟件。重視存儲(chǔ)保護(hù)計(jì)算機(jī)，有效應(yīng)用模塊化的結(jié)構(gòu)。在修復(fù)軟件系統(tǒng)中，要充分與嵌入式實(shí)時(shí)軟件功能特征相結(jié)合，設(shè)計(jì)達(dá)到低功耗的目的。通過應(yīng)用嵌入式實(shí)時(shí)軟件，在功能上具有可以配置、可以裁剪等特點(diǎn)。在開發(fā)設(shè)計(jì)軟件的時(shí)期，需要聯(lián)合硬件與軟件實(shí)行系統(tǒng)化開發(fā)，保護(hù)好微機(jī)，并優(yōu)化處理數(shù)字信號(hào)。為了保護(hù)蓄電池，也需要將嵌入式實(shí)時(shí)軟件及時(shí)嵌入，在開發(fā)與應(yīng)用軟件中，有效控制與應(yīng)用系統(tǒng)，縮短計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作時(shí)間，優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)模塊。

3 設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)軟件中嵌入式實(shí)時(shí)軟件的主要作用

（1）對(duì)任務(wù)進(jìn)行合理劃分。在計(jì)算機(jī)技術(shù)越發(fā)成熟的當(dāng)前時(shí)期，對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件更加重視，特別是嵌入式實(shí)時(shí)軟件在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。在設(shè)計(jì)嵌入式實(shí)時(shí)軟件的時(shí)候，一方面要將系統(tǒng)的功能優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來，另一方面要加強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的資源管理，在管理和控制任務(wù)中，發(fā)揮計(jì)算機(jī)軟件更多的功能。通過應(yīng)用嵌入式實(shí)時(shí)軟件并與計(jì)算機(jī)的應(yīng)用程序相結(jié)合，將嵌入式實(shí)時(shí)軟件特征應(yīng)用做好，劃分軟件系統(tǒng)，簡(jiǎn)化與優(yōu)化軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。在協(xié)調(diào)運(yùn)行系統(tǒng)的過程中，要對(duì)應(yīng)用程序間有效數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，做好執(zhí)行與保障數(shù)據(jù)的工作，對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行及時(shí)切換，有效劃分與應(yīng)用數(shù)據(jù)。要想體現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能特征，必須健全系統(tǒng)內(nèi)部的功能結(jié)構(gòu)，一方面要將用戶的接口任務(wù)處理好，另一方面要合理控制與應(yīng)用任務(wù)。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)資源，滿足計(jì)算機(jī)軟件在功能特征上的要求，能夠?qū)崟r(shí)控制與應(yīng)用系統(tǒng)。

（2）初始化系統(tǒng)。借助嵌入式實(shí)時(shí)軟件能初始化軟件，依照計(jì)算機(jī)軟件實(shí)際的要求，編寫初始化的代碼，之后處理硬件和微內(nèi)核，實(shí)現(xiàn)初始系統(tǒng)的目的。在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)軟件的過程中，借助嵌入式實(shí)時(shí)軟件能實(shí)施相應(yīng)指令達(dá)到初始化的目的。另外，在對(duì)實(shí)時(shí)軟件與處理器進(jìn)行加載的過程中，方便對(duì)計(jì)算機(jī)軟件內(nèi)設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行調(diào)度。設(shè)計(jì)初始化系統(tǒng)中將嵌入式實(shí)時(shí)軟件應(yīng)用其中，能提高設(shè)計(jì)的性能與質(zhì)量，達(dá)到初始化系統(tǒng)的任務(wù)。

（3）時(shí)鐘服務(wù)。將時(shí)鐘服務(wù)加入到設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)軟件中，能對(duì)軟件系統(tǒng)執(zhí)行命令加強(qiáng)控制。時(shí)鐘服務(wù)的建立基礎(chǔ)是任務(wù)與時(shí)鐘互相通信，嵌入式實(shí)時(shí)軟件可以對(duì)時(shí)鐘服務(wù)設(shè)計(jì)進(jìn)行有效規(guī)范。借助嵌入式實(shí)時(shí)軟件設(shè)計(jì)時(shí)鐘服務(wù)的時(shí)候，需要達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，確定時(shí)鐘服務(wù)的執(zhí)行命令、執(zhí)行動(dòng)作，提供給計(jì)算機(jī)軟件精確化時(shí)鐘服務(wù)。與此同時(shí)，在對(duì)時(shí)鐘服務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要加強(qiáng)嵌入式實(shí)時(shí)軟件對(duì)信號(hào)量和隊(duì)列的重視，確保軟件與計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)達(dá)到同步和協(xié)調(diào)。

（4）映象布局的存儲(chǔ)與組織任務(wù)。在對(duì)映像布局進(jìn)行存儲(chǔ)的時(shí)期，系統(tǒng)和有效結(jié)合嵌入式實(shí)時(shí)軟件實(shí)施設(shè)計(jì)，優(yōu)化處理計(jì)算機(jī)中軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的過程能有效應(yīng)用任務(wù)的組織方式，將功能性應(yīng)用與管理做好。分析嵌入式系統(tǒng)的功能，主要就是確保系統(tǒng)結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化布局，對(duì)實(shí)際使用存儲(chǔ)器的過程進(jìn)行判斷[2]。儲(chǔ)存印象布局的過程對(duì)計(jì)算機(jī)一項(xiàng)系統(tǒng)的功能性特征加以體現(xiàn)，綜合分析物理零地址的特征，高效調(diào)取程序所發(fā)出的指令。在對(duì)代碼執(zhí)行的過程中，要將程序化啟動(dòng)與分析嵌入式系統(tǒng)的工作做好，規(guī)模分析影像存儲(chǔ)布局，同時(shí)在控制向量速度中要重視分析與應(yīng)用系統(tǒng)的功能。

（5）實(shí)時(shí)控制和調(diào)度。設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)軟件中，調(diào)度控制嵌入式實(shí)時(shí)軟件的表現(xiàn)主要是：硬實(shí)時(shí)性、軟實(shí)時(shí)性。其中軟實(shí)時(shí)性指在計(jì)算機(jī)的軟件執(zhí)行指令的時(shí)候，能出現(xiàn)一定時(shí)間延遲；硬實(shí)時(shí)性指計(jì)算機(jī)的軟件一定要在規(guī)定的時(shí)間將指令完成。通過合理化搭配和配合硬實(shí)時(shí)性、軟實(shí)時(shí)性，能保障計(jì)算機(jī)軟件的工作效率。設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的軟件在調(diào)度中，需要采取的主要原則是優(yōu)先調(diào)度，假如接收到過多任務(wù)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能在分析任務(wù)性能的基礎(chǔ)上制定完成任務(wù)的優(yōu)先級(jí)別，確保操作計(jì)算機(jī)軟件時(shí)效性。

4 結(jié)束語

在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)軟件中，嵌入式實(shí)時(shí)軟件具有較大的應(yīng)用價(jià)值，能對(duì)任務(wù)進(jìn)行合理劃分，初始化系統(tǒng)，提供時(shí)鐘服務(wù)，映象布局的存儲(chǔ)與組織任務(wù)，實(shí)時(shí)控制和調(diào)度，提高計(jì)算機(jī)軟件的性能。

[1] 張琳，劉燕云.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)用探討[J].中國(guó)電子商情：科技創(chuàng)新，2016（4）：19-19.

[2] 曹朕.嵌入式實(shí)時(shí)軟件技術(shù)在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].西部皮革，2017（4）：19-19.