淺談嵌入式實(shí)時(shí)軟件在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

李雪梅

[摘要]當(dāng)前我國(guó)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平有了非常顯著的提升，計(jì)算機(jī)在眾多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)的過程中，嵌入式實(shí)時(shí)軟件的應(yīng)用可以很好的對(duì)計(jì)算機(jī)軟件當(dāng)中的故障進(jìn)行妥善的處理，同時(shí)還能對(duì)計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)的具體流程加以控制和簡(jiǎn)化，這樣一來也就使得計(jì)算機(jī)軟件自身的功能和質(zhì)量都得到了顯著的提升，本文主要分析了嵌入式實(shí)時(shí)軟件在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，以供參考和借鑒。

[關(guān)鍵詞]嵌入式；實(shí)時(shí)軟件；計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)

當(dāng)前，我國(guó)的信息化進(jìn)程明顯加快，計(jì)算機(jī)的技術(shù)水平和應(yīng)用廣度都有了非常顯著的發(fā)展，嵌入式實(shí)時(shí)軟件在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)當(dāng)中也發(fā)揮了十分關(guān)鍵的作用，它能夠?qū)φ麄€(gè)系統(tǒng)加以改進(jìn)和優(yōu)化，同時(shí)也能夠克服產(chǎn)品當(dāng)中的諸多不足，因此，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自身的穩(wěn)定性和功能性都明顯的增強(qiáng)，因此，其也受到了人們的高度關(guān)注和重視。

1、嵌入式實(shí)時(shí)軟件在計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)中的總體應(yīng)用

1.1應(yīng)用原理

嵌入式實(shí)時(shí)軟件主要是充分的結(jié)合了實(shí)時(shí)處理技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，建立一個(gè)符合實(shí)際需要的CORBA模型，同時(shí)，計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中需要遠(yuǎn)程調(diào)控，而這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)就需要嵌入式實(shí)時(shí)軟件協(xié)助，只有這樣，才能更好的對(duì)計(jì)算機(jī)軟件本身的設(shè)計(jì)服務(wù)進(jìn)行有效的處理，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用和發(fā)展的過程中也能夠體現(xiàn)出非常好的獨(dú)立性，此外，其運(yùn)行中的安全性和穩(wěn)定性也更有保障。比如在對(duì)實(shí)時(shí)CORBA軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中就可以采用嵌入式實(shí)時(shí)軟件來完成整個(gè)流程。

1.2嵌入式實(shí)時(shí)軟件的應(yīng)用特點(diǎn)

在計(jì)算機(jī)軟件的多項(xiàng)設(shè)計(jì)當(dāng)中都能應(yīng)用嵌入式實(shí)時(shí)軟件，這樣也就使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)處理性能得到全面的改進(jìn)和完善，設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性也在這一過程中得到了全面的提升。在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)的過程中所使用的嵌入式實(shí)時(shí)軟件主要又兩個(gè)部分組成，一個(gè)是硬件部分，一個(gè)是軟件部分，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要是借助操作系統(tǒng)的運(yùn)行來完成程序的編寫過程，這樣就使得硬件和軟件之間能夠形成良好的交互作用，嵌入式實(shí)時(shí)軟件設(shè)計(jì)中最為重要的一個(gè)部分就是嵌入式微處理器的設(shè)計(jì)，借助對(duì)微處理器，軟件系統(tǒng)可以支持多種操作任務(wù)，這樣也就使得計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)操作型明顯增強(qiáng)。嵌入式微處理器在應(yīng)用的過程中可以對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)部的儲(chǔ)存區(qū)域進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，它對(duì)于系統(tǒng)的修復(fù)以及模塊的優(yōu)化都有著非常重要的作用，結(jié)構(gòu)本身也具備著非常強(qiáng)的延展性，所以，其作用是不容小覷的。

2、嵌入式實(shí)時(shí)軟件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和開發(fā)流程

在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)的過程中，使用嵌入式實(shí)時(shí)軟件可以對(duì)軟件的開發(fā)流程進(jìn)行有效的優(yōu)化處理。首先，設(shè)計(jì)人員要對(duì)軟件的功能定位予以全面的分析，這樣一來就可以對(duì)設(shè)計(jì)中的一些具體問題加以初步的確定。其次是采用這種方式設(shè)計(jì)出來的軟件系統(tǒng)的程序編碼。最后是設(shè)計(jì)人員一定要按照計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的要求對(duì)系統(tǒng)自身的各項(xiàng)性能和參數(shù)予以全面的測(cè)定，同時(shí)還要對(duì)系統(tǒng)自身的性能加以改進(jìn)和完善，在整個(gè)過程中，嵌入式實(shí)時(shí)軟件可以使得整個(gè)開發(fā)和運(yùn)行的過程更加的方便快捷，同時(shí)其在可靠性和有效性方面也有了更大的保障，計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)的總體質(zhì)量和水平在這一過程中也得到了非常顯著的提升。

但是在這一過程中必須要注意到的一點(diǎn)就是，在對(duì)嵌入式實(shí)時(shí)軟件加以應(yīng)用的過程中，一定要嚴(yán)格的按照開發(fā)和設(shè)計(jì)的流程去操作，采取有效的措施減少人為因素造成的失誤。此外，還要注意的一點(diǎn)內(nèi)容就是要將計(jì)算機(jī)的硬件處理和軟件處理充分的結(jié)合在一起，這樣一來就可以將計(jì)算機(jī)軟件對(duì)硬件的依賴性降到最低的水平，系統(tǒng)自身的性能才能得以更加充分的展現(xiàn)，同時(shí)，在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)的過程中，使用嵌入式實(shí)時(shí)軟件還能夠?qū)崿F(xiàn)軟件的原始數(shù)據(jù)格式化，同時(shí)對(duì)硬件設(shè)備和軟件資源也能更加簡(jiǎn)便的操作和處理。

3、計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中嵌入式實(shí)時(shí)軟件的具體應(yīng)用

3.1劃分任務(wù)

作為嵌入式系統(tǒng)的最高層，應(yīng)用軟件對(duì)于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能有著重要的作用。在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中，任務(wù)管理、任務(wù)控制、任務(wù)間通信、任務(wù)互斥與同步、資源管理等功能都要靠嵌入式RTOS微內(nèi)核來實(shí)現(xiàn)，因此計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用程序的基礎(chǔ)平臺(tái)就是嵌入式RTOS微內(nèi)核。以嵌入式實(shí)時(shí)軟件為基礎(chǔ)，可以合理劃分計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)，使其成為若干個(gè)獨(dú)立任務(wù)，從而對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行協(xié)調(diào)，對(duì)嵌入式RTOS模型進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)化。在對(duì)任務(wù)進(jìn)行劃分時(shí)，必須對(duì)應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換進(jìn)行深入的分析，將數(shù)據(jù)并行轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)執(zhí)行順序確定下來，從而進(jìn)行任務(wù)的轉(zhuǎn)換和劃分。任務(wù)劃分的主要因素就是計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信的異步關(guān)系，可以從兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。第一，系統(tǒng)內(nèi)部功能，也就是將計(jì)算機(jī)軟件的并行任務(wù)劃分為，周期任務(wù)、異步和同步任務(wù)、應(yīng)用控制任務(wù)、用戶接口任務(wù)的并將同一時(shí)間段完成的系統(tǒng)功能，和事件激活任務(wù)，進(jìn)行整合，使其成為一個(gè)任務(wù)，使用相同的事件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，對(duì)計(jì)算機(jī)軟件資源進(jìn)行共享。第二，使用應(yīng)用程序輪詢和中斷方式來對(duì)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的I/O事件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。這是由于大量的計(jì)算機(jī)CPU資源都會(huì)被應(yīng)用程序輪訓(xùn)所占有，因此使用中斷方式可以滿足計(jì)算機(jī)軟件，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和實(shí)用性要求。

3.2任務(wù)組織和存儲(chǔ)映像布局

在對(duì)獨(dú)立任務(wù)進(jìn)行劃分之后，任務(wù)組織方式會(huì)受到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換關(guān)系和任務(wù)之間邏輯關(guān)系的影響，就是操作系統(tǒng)，決定了任務(wù)的組織和管理功能。嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序，主要是在ROM和FLASH中保存，因此必須對(duì)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的布局進(jìn)行優(yōu)化，從而保障系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行。存儲(chǔ)映像的布局和存儲(chǔ)器的使用是計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)布局的重點(diǎn)，計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)要將程序指令從物理零地址中調(diào)取出來，并將執(zhí)行代碼設(shè)置的物理地址上。

3.3應(yīng)用實(shí)時(shí)性和任務(wù)調(diào)度

有軟實(shí)時(shí)性和硬實(shí)時(shí)性兩種嵌入式實(shí)時(shí)軟件的實(shí)時(shí)性，軟實(shí)時(shí)性可以允許一定的時(shí)間延遲。盡量選擇基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)度方式來進(jìn)行計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度。如果優(yōu)先級(jí)的軟件系統(tǒng)具有較多的任務(wù)為內(nèi)核，為任務(wù)的緊急程序?yàn)楦鶕?jù)增加優(yōu)先級(jí)級(jí)數(shù)，并對(duì)任務(wù)進(jìn)行拆分，從而使關(guān)鍵任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間減少。

3.4系統(tǒng)初始化

計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用嵌入式實(shí)時(shí)軟件要充分考慮到軟件系統(tǒng)的初始化執(zhí)行，在嵌入式操作系統(tǒng)底層硬件和微內(nèi)核之間的硬件抽象層編寫初始化代碼，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的初始化和引導(dǎo)。嵌入式實(shí)時(shí)軟件系統(tǒng)包含BIOS，通過一系列固定指令序列執(zhí)行系統(tǒng)初始化工作。

4、結(jié)語

計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中合理的應(yīng)用嵌入式實(shí)時(shí)軟件可以使得計(jì)算機(jī)和運(yùn)行環(huán)境的融合性更強(qiáng)，同時(shí)這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用也使得軟件設(shè)計(jì)的靈活性和可靠性以及可操作性明顯的增強(qiáng)，此外還能夠有效的提高操作的速度，這對(duì)我國(guó)軟件設(shè)計(jì)工作質(zhì)量和水平的提升有著十分積極的作用。

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