計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中嵌入式實(shí)時(shí)軟件的應(yīng)用探析

許家琪

（常州劉國鈞高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 常州 213025）

計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中嵌入式實(shí)時(shí)軟件的應(yīng)用探析

許家琪

（常州劉國鈞高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 常州 213025）

信息化正在融入人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)以及生活，凸顯了信息化具備的獨(dú)特價(jià)值。與傳統(tǒng)軟件相比，嵌入式的實(shí)時(shí)性軟件涉及多層次的信息收集以及信息處理。目前，嵌入式軟件正在受到更多企業(yè)的關(guān)注，而與之有關(guān)的各項(xiàng)軟件性能也獲得了全方位的改進(jìn)。因此，針對嵌入式的新型軟件，技術(shù)人員有必要探求其軟件構(gòu)成，遵照因地制宜的思路來完善軟件應(yīng)用。文章針對計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中嵌入式實(shí)時(shí)軟件的應(yīng)用進(jìn)行探析。

計(jì)算機(jī)；軟件設(shè)計(jì)；嵌入式；實(shí)時(shí)

嵌入式實(shí)時(shí)軟件本身具備獨(dú)特的軟件運(yùn)用優(yōu)勢，這主要是因?yàn)?，此種類型的嵌入式軟件設(shè)有新型的硬件以及軟件，與此同時(shí)也縮短了整體上的信息傳輸時(shí)間，簡化了操作流程。從處理效果的視角來看，實(shí)時(shí)性的嵌入式軟件還設(shè)置了相應(yīng)的緩存機(jī)制，針對各個(gè)時(shí)間段的指令都能予以妥善處理[1]。因此，嵌入式實(shí)時(shí)軟件最為凸顯的特性就在于硬件以及軟件二者具備的實(shí)時(shí)性，此項(xiàng)舉措有助于增強(qiáng)整個(gè)處理流程中的彈性。在特定的時(shí)間段里，借助嵌入式軟件應(yīng)當(dāng)能夠完成精準(zhǔn)度相對更高的信息處理，增強(qiáng)了綜合性的軟件運(yùn)用效果。

1 嵌入式實(shí)時(shí)軟件的基本特性

1.1 軟件的特征及內(nèi)容

近些年以來，受到信息化帶來的強(qiáng)烈影響，各個(gè)領(lǐng)域都不能缺少計(jì)算機(jī)作為輔助。從整體性的視角來看，信息化正在全面融入各個(gè)行業(yè)的日常生產(chǎn)，與之密切相關(guān)的信息化手段也在實(shí)現(xiàn)全方位的提升。與傳統(tǒng)類型的軟件相比，嵌入式軟件本身具備自身的獨(dú)特優(yōu)勢，因此在現(xiàn)今的軟件產(chǎn)業(yè)中占據(jù)了核心性的位置[2]。目前的狀態(tài)下，技術(shù)人員正在嘗試把實(shí)時(shí)性的軟件技術(shù)融入嵌入式軟件，借助上述手段來修復(fù)漏洞并且彌補(bǔ)多樣化的軟件缺陷，確保其逐步達(dá)到完善。

1.2 嵌入式軟件的獨(dú)特優(yōu)勢

從軟件本身的特性與優(yōu)勢來看，實(shí)時(shí)性的嵌入軟件具備高層次的軟件運(yùn)用能力，其中關(guān)鍵在于健全了緩存機(jī)制，同時(shí)也有助于執(zhí)行各種類型的預(yù)測指令。由于擁有了嵌入式軟件作為保障，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將會表現(xiàn)為更優(yōu)的信息處理實(shí)效性，針對綜合性的軟件性能也給予了全面提升。具體在設(shè)計(jì)時(shí)，通常可以把嵌入式軟件詳細(xì)分成硬件以及軟件的關(guān)鍵性部分，然后借助特定類型的應(yīng)用程序?qū)ζ浼右钥刂芠3]。在必要的時(shí)候，技術(shù)人員還可以互相調(diào)換硬件部分以及軟件部分，以此為根據(jù)來優(yōu)化編程流程并且合理控制相應(yīng)的軟件流程。嵌入式的實(shí)時(shí)性軟件如圖1所示。

除了上述軟件設(shè)計(jì)要素之外，嵌入式軟件通常還應(yīng)當(dāng)包含微處理器。在整個(gè)軟件的范圍內(nèi)，核心部件應(yīng)當(dāng)就是微處理器。這是因?yàn)椋⑻幚砥饔兄趯?shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性的各類信息存儲，同時(shí)也便于修補(bǔ)某些漏洞并且逐步實(shí)現(xiàn)整個(gè)軟件的改進(jìn)與完善。從整個(gè)設(shè)計(jì)流程的視角來看，微處理器本身具備相對更低的功耗特性，同時(shí)也符合高效性的宗旨與目標(biāo)。在近些年以來的信息處理具體實(shí)踐中，各個(gè)行業(yè)更多接受了嵌入式的新型軟件模式，進(jìn)而凸顯了其中的最大化價(jià)值。

2 具體的軟件運(yùn)用

嵌入式軟件本身具備實(shí)時(shí)性的特征，對此如果能加以全方位的適用，那么將會有助于保障系統(tǒng)穩(wěn)定，增強(qiáng)其具備的可靠度[4]。因此近些年以來，更多行業(yè)及其技術(shù)人員都在關(guān)注嵌入式的實(shí)時(shí)性軟件，據(jù)此推行實(shí)時(shí)性的調(diào)度與控制。詳細(xì)而言，計(jì)算機(jī)軟件運(yùn)用的嵌入式實(shí)時(shí)軟件應(yīng)當(dāng)包含如下關(guān)鍵點(diǎn)。

圖1 嵌入式的實(shí)時(shí)性軟件

2.1 針對指令進(jìn)行調(diào)度與控制

實(shí)時(shí)軟件最核心的性能就在于調(diào)度指令與控制指令，其中應(yīng)當(dāng)包含硬件實(shí)時(shí)性以及軟件實(shí)時(shí)性的核心領(lǐng)域。具體來講，針對特定類型的命令如果要致力于全面執(zhí)行，那么很有可能將會表現(xiàn)為特定的延遲。與此同時(shí)，調(diào)度與控制的手段也增大了軟件處理中的更多彈性。與軟實(shí)時(shí)性相比來看，硬實(shí)時(shí)性并不具備上述的性能。這是由于硬實(shí)時(shí)性一般而言僅限于較短的時(shí)間段，在此期間就要調(diào)用相應(yīng)的指令并且對此實(shí)現(xiàn)全方位的處理。

目前在相關(guān)軟件的具體運(yùn)用中，技術(shù)人員正在嘗試結(jié)合軟實(shí)時(shí)性與硬實(shí)時(shí)性各自具備的性能。實(shí)質(zhì)上，如果能夠緊密結(jié)合上述二者，則有助于優(yōu)化各個(gè)流程的執(zhí)行實(shí)效[5]。在特殊狀況下，如果涉及相對較重的處理任務(wù)，那么依照默認(rèn)路徑就會選擇最適合此次處理的最佳調(diào)度模式。由此可見，及時(shí)進(jìn)行調(diào)度與系統(tǒng)控制有助于保障實(shí)效性，對于整體上的任務(wù)處理速度也能加以全面提升。

2.2 優(yōu)化布局組織

從系統(tǒng)布局以及系統(tǒng)組織的視角來看，實(shí)時(shí)軟件本身具備存儲性能，上述性能依賴于只讀存儲器（Read Only Memory，ROM）鏡像以及Flash的重要部件。針對各種類型的實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)予以全面存儲，此項(xiàng)舉措有助于保障可靠性以及穩(wěn)定性的軟件運(yùn)行。在優(yōu)化某些軟件的狀態(tài)下，嵌入式軟件將會為其提供更高水準(zhǔn)的優(yōu)化布局。具體來講，系統(tǒng)借助實(shí)時(shí)軟件就能調(diào)取各種類型的系統(tǒng)指令，然后對此予以迅速執(zhí)行。此外，優(yōu)化布局還可能涉及特定類型的系統(tǒng)代碼，針對ROM整體上的運(yùn)行速度應(yīng)當(dāng)予以全面加快，同時(shí)也在客觀上優(yōu)化了實(shí)時(shí)性的處理效率，確保其穩(wěn)定性。

2.3 初始化系統(tǒng)

嵌入式軟件應(yīng)當(dāng)具備初始化系統(tǒng)這項(xiàng)關(guān)鍵性的軟件性能。具體來講，針對不同類型的初始化代碼都應(yīng)當(dāng)予以全面明確，對此實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的編寫。在現(xiàn)實(shí)的運(yùn)用中，具有實(shí)時(shí)性的嵌入式軟件有助于全面優(yōu)化系統(tǒng)硬件以及系統(tǒng)內(nèi)核，對于特定的指令予以初始化的處理，在此前提下再去過渡至系統(tǒng)整體的初始化。

除了上述性能以外，某個(gè)軟件如果依賴于核心處理器，那么與之相應(yīng)的系統(tǒng)任務(wù)將會便于完成調(diào)度操作，對此予以多層次的管理。因此可以得知，如果要將其設(shè)計(jì)成初始化的系統(tǒng)狀態(tài)，那么不可缺少嵌入式軟件作為支撐。在嵌入式軟件的配合下，整個(gè)系統(tǒng)就可以擁有更高層次的質(zhì)量與更強(qiáng)的綜合性能。

2.4 提供時(shí)鐘服務(wù)

時(shí)鐘效應(yīng)針對的是軟件設(shè)計(jì)，因此，如果能把特定類型的時(shí)鐘效應(yīng)加入某種軟件內(nèi)部，那么就能從根源入手來優(yōu)化軟件的整體速度，針對不同種類的外部指令都能予以及時(shí)性的處理[6]。從基本特性來講，時(shí)鐘效應(yīng)依賴于雙方的系統(tǒng)通信，在滿足特定任務(wù)的狀態(tài)下再去執(zhí)行與之有關(guān)的通信及其他類型服務(wù)。近些年來，很多軟件都設(shè)有上述的時(shí)鐘服務(wù)，借助此項(xiàng)措施來優(yōu)化相關(guān)的指令執(zhí)行模式，確保其符合時(shí)鐘的精確性與及時(shí)性。具體在設(shè)計(jì)時(shí)鐘時(shí)，設(shè)計(jì)人員有必要更多關(guān)注信號量以及隊(duì)列量，從而確保整個(gè)系統(tǒng)始終保持在最優(yōu)的兼容性范圍內(nèi)。

3 結(jié)語

通過上述分析可知，嵌入式實(shí)時(shí)軟件相比于傳統(tǒng)軟件來講，本身更適合運(yùn)用于現(xiàn)階段各個(gè)行業(yè)涉及的軟件處理。通過運(yùn)用上述的改進(jìn)措施，對于綜合性的軟件運(yùn)行實(shí)效能夠加以全方位的提升，同時(shí)也體現(xiàn)了更高層次的可操作性以及軟件靈活性。截至目前，嵌入式的實(shí)時(shí)性軟件正在適用于迅速判斷各類信息并且實(shí)現(xiàn)其相應(yīng)的處理，確保其穩(wěn)定性的優(yōu)化與提升。未來在實(shí)踐中，技術(shù)人員針對嵌入式軟件還需不斷地摸索，歸納其中的珍貴經(jīng)驗(yàn)，在此前提下實(shí)現(xiàn)了軟件運(yùn)用領(lǐng)域的全面優(yōu)化。

[1] 鄭雄培.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[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017（15）：61.

[2] 朱勇.計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中嵌入式實(shí)時(shí)軟件的應(yīng)用探析[J].信息與電腦（理論版），2015（23）：128-129.

[3] 曹道柱.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)用分析[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014（22）：94，96.

[4] 余耀.解析計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中嵌入式實(shí)時(shí)軟件的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014（8）：14.

[5] 馬宇馳.計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中嵌入式實(shí)時(shí)軟件的應(yīng)用探析[J].信息通信，2014（4）：104.

[6] 宮婷.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[J].中國外資，2013（23）：280.

Study on the application of embedded real-time software in computer software design

Xu Jiaqi
（Changzhou Liu Guojun Vocational Technology College, Changzhou 213025, China）

Informatization is being integrated into people’s daily production and life, which highlighting the unique value of informatization. Compared with traditional software, embedded real-time software involves multi-level information collection and information processing. At present, the embedded software is being more concerned about the enterprise, and with the software performance also

a full range of improvements. Therefore, for embedded new software, technical staff need to explore its software composition, in accordance with local conditions to improve the software application. This paper analyzes the application of embedded real-time software in computer software design.

computer; software design; embedded; real-time

許家琪（1984— ），男，江蘇常州人，助教，碩士；研究方向：計(jì)算機(jī)。