計算機軟件設(shè)計中的嵌入式軟件設(shè)計分析

李芳

摘要：隨著社會的不斷進(jìn)步與計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式軟件在計算機中的應(yīng)用也有較好的前景。在計算機軟件中應(yīng)用嵌入式軟件，使用分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，可以提高計算機軟件的靈活性，還可以簡化系統(tǒng)軟件的設(shè)計過程。該文對嵌入式軟件在計算機軟件設(shè)計中的應(yīng)用分析。

關(guān)鍵詞：計算機軟件設(shè)計；嵌入式軟件；設(shè)計

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）32-0064-02

隨著我國計算機技術(shù)及軟件技術(shù)的迅速發(fā)展，嵌入式軟件也有了飛躍的進(jìn)步，被人們開發(fā)出來的嵌入式先進(jìn)設(shè)備也被廣泛運用到日常生活中及各行各業(yè)中，改變了我們的生產(chǎn)生活。在計算機軟件設(shè)計中應(yīng)用嵌入式軟件，可以改善軟件系統(tǒng)的性能，降低了軟件產(chǎn)品出現(xiàn)問題的幾率，還可以優(yōu)化軟件系統(tǒng)，使軟件系統(tǒng)更加穩(wěn)定和可靠。嵌入式軟件在計算機軟件設(shè)計中的應(yīng)用具有一定的研究價值。

1 嵌入式軟件的基本認(rèn)識

隨著社會不斷朝著信息化的方向發(fā)展，計算機在人們?nèi)粘Ｉ钪械闹匾栽絹碓酵怀?。在計算機軟件設(shè)計中，由于嵌入式軟件具有較強的穩(wěn)定性，并且操作簡單，深受計算機行業(yè)人士的喜愛。嵌入式軟件在計算機軟件設(shè)計中也有著重要的地位，不僅能夠大大地提高軟件產(chǎn)品的質(zhì)量，還能夠避免軟件產(chǎn)品中的問題及不足。在計算機軟件設(shè)計的時候，可以以嵌入式軟件的執(zhí)行預(yù)測、緩存機制及動態(tài)分配為基礎(chǔ)，優(yōu)化計算機軟件實時處理功能。嵌入式軟件在計算機軟件設(shè)計中主要是硬件處理及軟件處理兩方面的應(yīng)用，在計算機軟件設(shè)計中，要以系統(tǒng)為支撐，然后通過程序員編寫程序。在此過程中對多個任務(wù)進(jìn)行同時處理的系統(tǒng)就是嵌入式處理器。嵌入式處理器能夠在極短的時間內(nèi)處理多個任務(wù)，并且還能夠?qū)崟r保存信息資源。嵌入式軟件有兩個優(yōu)點：其一，由于嵌入式軟件的模塊化，它可以檢測軟件并且對其進(jìn)行修復(fù)；其二，嵌入式軟件可擴展軟件處理器，在計算機進(jìn)行軟件設(shè)計和操作的時候，可以使用最低的功率進(jìn)行，使嵌入式軟件的優(yōu)勢可以最大程度的得到發(fā)揮，嵌入式軟件在計算機軟件設(shè)計中有著主導(dǎo)作用。

2 計算機軟件設(shè)計中的嵌入式軟件設(shè)計策略

2.1 嵌入式軟件的開發(fā)步驟及設(shè)計

2.1.1 嵌入式軟件的開發(fā)依據(jù)

在計算機軟件設(shè)計中應(yīng)用嵌入式軟件的原理主要是計算機在處理緊急的軟件時，嵌入式軟件可以利用實時處理功能構(gòu)建CORBA模型。另外，嵌入式軟件還能運用遠(yuǎn)程調(diào)控功能為計算機軟件設(shè)計提供多種設(shè)計任務(wù)，降低計算機軟件設(shè)計的時間，提高計算機軟件設(shè)計效率及質(zhì)量。下文就以CORBA模型為例子，研究嵌入式軟件在計算機軟件設(shè)計中的應(yīng)用，探索嵌入式軟件是否可以對計算機軟件設(shè)計進(jìn)行創(chuàng)新及完善。

2.1.2 嵌入式軟件的開發(fā)步驟

在計算機軟件設(shè)計中使用嵌入式軟件，可以有效提高計算機軟件的設(shè)計水平，優(yōu)化計算機軟件的開發(fā)流程，進(jìn)一步提高軟件系統(tǒng)的可靠性。在計算機軟件設(shè)計中使用嵌入式軟件的時候，首先就要確定軟件的開發(fā)流程，全面了解計算機中的軟件及硬件結(jié)構(gòu)，使兩者能夠分離，使軟件不再依靠硬件，從而提高計算機軟件的安全性及可靠性。應(yīng)用嵌入式軟件還能初始化計算機軟件中的數(shù)據(jù)，并格式化計算機軟件中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，為了能夠使計算機軟件中的設(shè)計能夠更加完善，可以直接對軟件及硬件進(jìn)行操作。嵌入式軟件的開發(fā)流程見圖1。

嵌入式軟件的開發(fā)流程的步驟分為：其一，全面掌握計算機軟件系統(tǒng)的需求，并且對其進(jìn)行分析了解；其二，根據(jù)計算機軟件的需求，程序員就可以編寫程序代碼；其三，對軟件性能進(jìn)行測試，并且對測試結(jié)果進(jìn)行分析，從而能夠優(yōu)化計算機軟件設(shè)計。由此可見嵌入式軟件的開發(fā)流程是比較簡單的，這也為計算機軟件提供了可靠性的保障。在軟件設(shè)計中，應(yīng)該著重注意軟件數(shù)據(jù)的初始化工作和格式化工作。

2.2 嵌入式軟件在計算機軟件設(shè)計中的應(yīng)用

2.2.1 對計算機軟件多任務(wù)進(jìn)行劃分

嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用軟件可以保障系統(tǒng)功能的完善，并且還肩負(fù)著資源管理及任務(wù)間的通信責(zé)任。對軟件的資源管理及任務(wù)通信進(jìn)行實現(xiàn)的是計算機系統(tǒng)中的微內(nèi)核，其也是計算機軟件的基礎(chǔ)程序。應(yīng)用嵌入式軟件，就要對軟件不斷地進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計及協(xié)調(diào)，并且優(yōu)化嵌入式RTOS模型，使軟件系統(tǒng)中的任務(wù)可以獨立工作。

對計算機軟件中的任務(wù)進(jìn)行劃分，需要將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，之后再進(jìn)行分析應(yīng)用程序。影響任務(wù)劃分主要是由于應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信之間的異步關(guān)系，其可以從兩方面進(jìn)行考慮：其一，系統(tǒng)中的輸入/輸出系統(tǒng)。輸入/輸出系統(tǒng)中的驅(qū)動要以軟件系統(tǒng)中的應(yīng)用程序及中斷為基礎(chǔ)才能夠?qū)崿F(xiàn)，其中應(yīng)用程序就占了CPU大部分的空間，所以就要通過中斷以此來提高計算機軟件中的實時性及實用性；其二，軟件系統(tǒng)內(nèi)部功能。計算機軟件系統(tǒng)中的并行任務(wù)有周期任務(wù)、應(yīng)用控制任務(wù)及用戶接口任務(wù)等等，為了將這些任務(wù)合為一個任務(wù)，就要對任務(wù)的激活進(jìn)行全面考慮。為了能夠使計算機軟件設(shè)計流程更加簡單，可以使用同一種事件驅(qū)動，來提高軟件的資源共享。

2.2.2 存儲映像布局及任務(wù)組織

在對系統(tǒng)應(yīng)用功能劃分為多個獨立任務(wù)之后，就要對其進(jìn)行組織，組織任務(wù)的方式主要是以各個任務(wù)之間的關(guān)系為基礎(chǔ)進(jìn)行的，這些任務(wù)的組織及管理功能與嵌入式操作系統(tǒng)有著一定的聯(lián)系。另外，由于嵌入式操作系統(tǒng)并不完善，所以就要應(yīng)用程序保存在FLASH或者ROM中。為了之后操作系統(tǒng)可以正常運行，就要在組織任務(wù)的時候?qū)ζ溥M(jìn)行科學(xué)的安排，并且對計算機軟件中的系統(tǒng)布局進(jìn)行優(yōu)化及完善。軟件系統(tǒng)布局主要重點考慮存儲映像布局和物理零地址存儲器，系統(tǒng)在加電之后，可以在物理零地址上設(shè)置代碼。嵌入式軟件中的應(yīng)用系統(tǒng)是由ROM啟動，物理零地址可以存儲計算機系統(tǒng)中的向量。此方式最大的優(yōu)點就是簡單快捷，能夠提高處理器在調(diào)取向量的速度。

2.2.3 任務(wù)調(diào)度及實時性應(yīng)用

在計算機軟件設(shè)計中應(yīng)用嵌入式軟件，要重點考慮嵌入式系統(tǒng)的實時性，主要分為兩方面：其一，軟實時性。主要是使系統(tǒng)能夠在規(guī)定的時間內(nèi)完成任務(wù)，如果沒有完成可以延遲；其二，硬實時性。主要是使系統(tǒng)能夠在規(guī)定的時間內(nèi)完成任務(wù)，如果沒有完成，則會有嚴(yán)重后果。所以計算機軟件系統(tǒng)的調(diào)度應(yīng)該采用優(yōu)先的方式，這種方式主要是指微內(nèi)核可以根據(jù)系統(tǒng)中的緊急任務(wù)來對軟件系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)先順序的安排，并且可以根據(jù)不同的優(yōu)先等級對系統(tǒng)進(jìn)行劃分，以使響應(yīng)時間可以有效降低。

2.2.4 初始化系統(tǒng)

在計算機軟件設(shè)計中使用嵌入式軟件，還要重點考慮對系統(tǒng)的初始化及執(zhí)行。編寫初始化系統(tǒng)代碼是在嵌入式系統(tǒng)的微內(nèi)核及硬件抽象層中的，主要是對系統(tǒng)進(jìn)行初始化及引導(dǎo)。與計算機軟件系統(tǒng)不一樣的是其并沒有BIOS系統(tǒng)，所以，開發(fā)軟件的工作人員就要設(shè)計方案來引導(dǎo)系統(tǒng)和編寫初始化代碼，對這些代碼進(jìn)行執(zhí)行之后，再進(jìn)行工作，比如存儲系統(tǒng)的初始化、RAM變量的初始化及設(shè)置異常中斷向量等等。最后再通過設(shè)置相應(yīng)的指令來緩沖嵌入式軟件系統(tǒng)，隨后進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度。

3 結(jié)束語

本文首先闡述了嵌入式軟件的含義及特點，對嵌入式軟件設(shè)計的方式進(jìn)行了分析，研究了在計算機軟件設(shè)計中使用嵌入式軟件的作用。由此可以看出來嵌入式軟件的發(fā)展趨勢將會越來越好，并且值得我們推廣。

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