計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)領(lǐng)域嵌入式實(shí)時(shí)軟件的運(yùn)用實(shí)踐探微

石璇

摘要：在科技發(fā)展的推動(dòng)下，為嵌入式技術(shù)的發(fā)展也帶來了極大的推動(dòng)作用，現(xiàn)階段，人們也非常關(guān)注此項(xiàng)技術(shù)。對(duì)此，文章通過下文對(duì)嵌入式實(shí)時(shí)軟件在計(jì)算軟件設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行了闡述，從而為有關(guān)研究人員提供一定的借鑒作用。只有這樣才能夠?yàn)槲覈?jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)更好、更穩(wěn)定的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)，滿足社會(huì)不斷發(fā)展的需求。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)；嵌入式；實(shí)時(shí)軟件；運(yùn)用實(shí)踐

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）22-0150-02

在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)軟件時(shí)，一般會(huì)對(duì)嵌入式實(shí)時(shí)軟件進(jìn)行使用。但是，這種軟件不但在系統(tǒng)中對(duì)軟件及硬件有著一定的依賴性，并且，在這種軟件中，時(shí)控的優(yōu)勢還非常明顯，所以，這種軟件技術(shù)的發(fā)展前景還是非常的好，值得我們應(yīng)用及推廣。

1 軟件特征分析及應(yīng)用背景分析

1.1 特征分析

這種軟件，在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)軟件時(shí)，可以被用作動(dòng)態(tài)分配、預(yù)測指令和緩存機(jī)制等設(shè)計(jì)中，將軟件的實(shí)時(shí)處理功能有效的提升上來，使軟件設(shè)計(jì)的可靠性被提升。然而，實(shí)際在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中進(jìn)行應(yīng)用，設(shè)計(jì)嵌入實(shí)時(shí)軟件時(shí)，有涵蓋軟件和硬件兩個(gè)重要構(gòu)成部分，對(duì)于計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的行為和運(yùn)作用應(yīng)用程序來進(jìn)行控制，在對(duì)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，完成硬件交互和程序編程。在設(shè)計(jì)嵌入式實(shí)時(shí)軟件時(shí)，嵌入式微處理器為系統(tǒng)的核心所在，通常多任務(wù)的實(shí)時(shí)支持能力會(huì)存在于其中，能夠?qū)㈨憫?yīng)情況在短時(shí)內(nèi)完成，并且將多種任務(wù)很快完成，并且極強(qiáng)的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能也被其所具備，這種軟件的結(jié)構(gòu)為模塊的，對(duì)于軟件的修復(fù)和檢測都會(huì)帶來一定的幫助；而且，在設(shè)計(jì)嵌入式實(shí)時(shí)軟件時(shí)，可擴(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu)還不能缺少，在設(shè)計(jì)中，應(yīng)用低功耗的嵌入式微處理器，這樣，才能夠?qū)⑶度胧杰浖到y(tǒng)的優(yōu)勢充分的彰顯出來，這樣應(yīng)用于計(jì)算機(jī)軟件中，才可以將其自身的作用發(fā)揮出來。

1.2 應(yīng)用背景分析

在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，一旦遇到了實(shí)時(shí)計(jì)算要求的物理計(jì)算設(shè)備，就會(huì)將嵌入式實(shí)時(shí)軟件應(yīng)用進(jìn)去，當(dāng)前，在失效影響和對(duì)任務(wù)有角嚴(yán)格要求的相關(guān)安全領(lǐng)域中都被廣泛的進(jìn)行了應(yīng)用，例如汽車電子領(lǐng)域和航空航天領(lǐng)域中。所以，這種類型的軟件不但規(guī)定具備較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌踩δ?，?duì)于任務(wù)的執(zhí)行上，也要求是死限的，不然，就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的災(zāi)難性后果的發(fā)生。以前嵌入式實(shí)時(shí)軟件的軟件質(zhì)量在一定程度上對(duì)對(duì)編程者的具體技巧有著很大的依賴性，而且，雖然功能安全驗(yàn)證和單個(gè)功能模塊的編寫都非常簡單的就可以被完成，然而，在收集系統(tǒng)的后期，將功能模塊集合如何能夠有效的集合起來并且完成合理的功能安全驗(yàn)證和時(shí)間的探究長期以來都是相關(guān)工作人員的主要技術(shù)難題。

2 具體的應(yīng)用分析

在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)軟件時(shí)，應(yīng)用于微機(jī)繼電保護(hù)器中，將產(chǎn)品的質(zhì)量能夠有效的提升。在開發(fā)嵌入式實(shí)時(shí)軟件時(shí)，可以在軟件和硬件的嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)上完成研發(fā)。其中會(huì)對(duì)IO設(shè)備、C++語言、ARM系統(tǒng)、微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理器等進(jìn)行使用，然后在對(duì)比嵌入式實(shí)時(shí)軟件一同進(jìn)行使用。

1） 在設(shè)計(jì)嵌入式實(shí)時(shí)軟件時(shí)，合理的選擇微處理器，例如可以選擇AT91RM9200處理器，因?yàn)榇颂幚砥魍庠O(shè)接口比較豐富，而且，在訪問突發(fā)事件和同步控制中也可以應(yīng)用處理器內(nèi)的控制器，將嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間明顯提升。

2） 軟件的開發(fā)流程分析。先向需求分析階段進(jìn)入，之后為設(shè)計(jì)階段、軟件測試固化階段及其代碼生成階段、結(jié)束階段。在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)嵌入式實(shí)時(shí)軟件時(shí)，會(huì)用子功能將系統(tǒng)的各個(gè)功能劃分開，在開發(fā)程序時(shí)，應(yīng)用模塊的方式，進(jìn)而劃分出系統(tǒng)的多個(gè)并發(fā)執(zhí)行任務(wù)，將軟件設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和效率提升上來。將系統(tǒng)中硬件和軟件的交互有效的構(gòu)建起來。

3） 在開發(fā)嵌入式實(shí)時(shí)軟件時(shí)，進(jìn)行中斷驅(qū)動(dòng)時(shí)，會(huì)應(yīng)用事件驅(qū)動(dòng)方式來完成，價(jià)格嵌入式系統(tǒng)的功能性和實(shí)時(shí)性提升；就嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)在功能而言，可以用多個(gè)周期將軟件設(shè)計(jì)任務(wù)劃分出來，來完成系統(tǒng)內(nèi)任務(wù)的同步、應(yīng)用控制和異步等設(shè)計(jì)，需要保證功能之間的有效響應(yīng)，將軟件程序系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性有效的提升上來。還可以在開發(fā)嵌入式實(shí)時(shí)軟件的時(shí)候，將控制流程的設(shè)計(jì)進(jìn)行簡化處理，用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖的結(jié)構(gòu)組織控制任務(wù)，令其軟件內(nèi)部能夠具備相同的事件驅(qū)動(dòng)。

4 ）在設(shè)計(jì)嵌入式實(shí)時(shí)軟件結(jié)構(gòu)時(shí)，對(duì)于設(shè)計(jì)中硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)脫離的現(xiàn)象要盡量去避免，將以前計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中依賴硬件的程度要有效的進(jìn)行改善和處理，將軟件系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性功能提升。在設(shè)計(jì)軟件時(shí)，將任務(wù)間的職責(zé)劃分出來，在軟件程序中，賦予各個(gè)任務(wù)唯一的地址，對(duì)優(yōu)先級(jí)調(diào)度模式要積極應(yīng)用，將軟件系統(tǒng)對(duì)事件的響應(yīng)時(shí)間有效的提升上來。

3 嵌入式實(shí)時(shí)軟件開發(fā)的未來發(fā)展情況分析

開發(fā)嵌入式實(shí)時(shí)軟件嗎，不但它的應(yīng)用領(lǐng)域非常的廣泛，并且，這種類型計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)計(jì)也具備相應(yīng)的靈活性及其完成環(huán)境交互的功能。同時(shí)，在設(shè)計(jì)嵌入式軟件時(shí)，它應(yīng)該涵蓋軟件與硬件兩部分，這種PC系統(tǒng)非常的特殊，包括：I/O端口、圖形控制器、程序編程部分、微處理器和處理器等。一般都具備實(shí)時(shí)多任務(wù)掌控的能力，這樣軟件的特征，就是說具有易控性、可操作性和實(shí)時(shí)性等，這在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)軟件時(shí)為一項(xiàng)非常重大的突破。

文章對(duì)嵌入式實(shí)時(shí)軟件的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行應(yīng)用，不但能夠有效的設(shè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)在軟件系統(tǒng)里面，還對(duì)層次化的操作模塊進(jìn)行了應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序、底層硬件和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，對(duì)于系統(tǒng)的各項(xiàng)任務(wù)，能夠利用軟件有效的給予完成。在設(shè)計(jì)開發(fā)嵌入式實(shí)時(shí)軟件時(shí)，也會(huì)在某種程度上就會(huì)嚴(yán)重的依賴著硬件平臺(tái)，所以，在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)軟件時(shí)，對(duì)于硬件和軟件之間的關(guān)系必須要正確的進(jìn)行規(guī)劃，將軟件測試機(jī)維護(hù)工作做好，保證將嵌入式實(shí)時(shí)軟件的質(zhì)量提升上來。

4 應(yīng)用案例分析

在研制某無線通信電臺(tái)的時(shí)候，我們將軟件的設(shè)計(jì)和測試工作開展了起來，并且使用了RTLnsight和Testbed來進(jìn)一步的摸索了嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。

有很多塊單元板存在于單臺(tái)的設(shè)備中，當(dāng)中，有軟件模塊的單元板有三塊。8051單片機(jī)為各個(gè)單臺(tái)設(shè)備所使用的單片機(jī)，8051匯編語言為其中的編程語言。

在測試和設(shè)計(jì)無線通信電臺(tái)系統(tǒng)的過程中，我們可以應(yīng)用RTinsight將嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的軟件測試平臺(tái)搭建起來，進(jìn)而能夠?qū)Ξ?dāng)中的重要軟件模塊完成性能分析和覆蓋率測試。例如，在連接系統(tǒng)的硬件時(shí)，因?yàn)閿?shù)據(jù)總線和8051系列CPU地址總線的特殊性，這樣系統(tǒng)將CPU的地址總線就很難有效的分離出來，所以，該系統(tǒng)同所要測試系統(tǒng)之間應(yīng)該將一個(gè)專用的仿真器連接上去，將地址總線引出CPU是仿真器的主要目的。對(duì)于終端控制模塊的CPU芯片89C52用專用的仿真器來取代。在使用串口電纜吧仿真器和PC機(jī)的串口連接到一起，最后，將該系統(tǒng)的網(wǎng)口同PC機(jī)的網(wǎng)口連接起來，有利于PC機(jī)在該系統(tǒng)中將實(shí)時(shí)高效的數(shù)據(jù)獲取出來。

5 結(jié)束語

通過上文的分析能夠得知，在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)軟件時(shí)，對(duì)嵌入式實(shí)時(shí)軟件進(jìn)行使用，能夠?qū)①Y源配置、上下文切換和中斷處理的優(yōu)勢充分的發(fā)揮出來，在開發(fā)和應(yīng)用了嵌入式軟件之后，能夠有效的提升企業(yè)軟件產(chǎn)品質(zhì)量，提升軟件的復(fù)雜性，確保軟件產(chǎn)品的質(zhì)量。所以，文章通過上文對(duì)計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中嵌入式實(shí)時(shí)軟件的應(yīng)用探究的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了闡述，從而為有關(guān)單位及研究人員在實(shí)際工作中提供一定的理論支撐，為了更好的推動(dòng)我國計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的研發(fā)提供一定的理論支撐。

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