計算機實驗系統(tǒng)中嵌入式實時軟件的應(yīng)用探析

石瑞峰

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018）

在人們的生產(chǎn)生活中，計算機在其中扮演著非常重要的角色，并已經(jīng)成為人們生產(chǎn)生活中不可或缺的一部分。人們廣泛使用計算機來進(jìn)行學(xué)習(xí)和生活，而這也使計算機實驗系統(tǒng)成為人們經(jīng)常使用的系統(tǒng)之一。在計算機實驗系統(tǒng)中，嵌入式實時軟件在其中起到至關(guān)重要的作用。嵌入式實時軟件不僅能夠滿足實驗系統(tǒng)的實時性要求，而且能夠提高實驗系統(tǒng)的運行性能，并指出實驗過程中存在的錯誤。而這就需要對嵌入式實時軟件進(jìn)行合理的設(shè)計，通過嵌入式技術(shù)的應(yīng)用，最大限度地發(fā)揮計算機實驗系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。為此，以下便對計算機實驗系統(tǒng)中嵌入式實時軟件的應(yīng)用進(jìn)行探討與分析，以期能為嵌入式實時軟件在其他系統(tǒng)中的應(yīng)用提供借鑒與參考意義。

1 計算機實驗系統(tǒng)中嵌入式實時軟件應(yīng)用過程中的影響因素及特點

1.1 嵌入式實時軟件應(yīng)用過程中的影響因素

在計算機實驗系統(tǒng)設(shè)計中，嵌入式實時軟件是其常用的應(yīng)用方式之一，而影響嵌入式實時軟件應(yīng)用效果的因素主要包括工作環(huán)境及時間等方面。在計算機實驗系統(tǒng)中，實時性要求是必要的，只有確保在規(guī)定時間內(nèi)完成指定的實驗任務(wù)，才能確保整個實驗具備實效性。一旦實驗時間難以保證，勢必會造成實驗結(jié)果的不同，進(jìn)而影響實驗準(zhǔn)確性。因此，在應(yīng)用嵌入式實時軟件時，要將時間作為其運行基礎(chǔ)。此外，工作環(huán)境也是一大影響因素，只有確保計算機實驗系統(tǒng)在一個可靠、穩(wěn)定的工作環(huán)境中運行，才能確保嵌入式實時軟件的應(yīng)用效果得以正常發(fā)揮。在嵌入式軟件中，其對時限的要求主要分為3個狀態(tài)級別，分別是非常嚴(yán)格、較為嚴(yán)格與較為寬松，非常嚴(yán)格是指一旦實驗超出時限，則勢必會造成實驗結(jié)果錯誤，進(jìn)而影響到整個計算機實驗系統(tǒng)的正常使用。較為嚴(yán)格是指實驗超出時限后，雖然會造成實驗結(jié)果錯誤，但給整個計算機實驗系統(tǒng)造成的影響較輕時，采取該時限控制級別。當(dāng)超出時限后既不會造成實驗結(jié)果錯誤，也不會影響到計算機實驗系統(tǒng)的正常使用時，則為較為寬松的時限控制級別。

1.2 嵌入式實時軟件的應(yīng)用特點

嵌入式實時軟件是以計算機實驗系統(tǒng)作為載體，其隸屬該系統(tǒng)平臺，依靠計算機實驗系統(tǒng)的軟硬件配置才能實現(xiàn)其軟件功能，如果脫離了計算機實驗系統(tǒng)，則無法發(fā)揮軟件的相關(guān)應(yīng)用功能。將嵌入式實時軟件應(yīng)用于計算機實驗系統(tǒng)中，能夠幫助實驗系統(tǒng)進(jìn)行實驗任務(wù)的動態(tài)分配及實驗結(jié)果預(yù)測，以此提高計算機實驗系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的處理效率，增強系統(tǒng)可靠性。在計算機實驗系統(tǒng)的嵌入式軟件中，微處理器是其主要核心，對于普通的計算機軟件來說，其軟硬件之間是難以相互兼容的，這無疑對實驗人員對實驗系統(tǒng)的使用造成了不便，而通過嵌入式實時軟件的應(yīng)用，則能夠?qū)崿F(xiàn)軟硬件之間的良好兼容，進(jìn)而支持多種實驗任務(wù)同時進(jìn)行。當(dāng)實驗任務(wù)全部完畢后，還能夠?qū)ζ渌\行軟件進(jìn)行關(guān)閉。由此可見，在計算機實驗系統(tǒng)中應(yīng)用嵌入式實時軟件，能夠在很大程度上提高系統(tǒng)的兼容性，并且還能使計算機實驗系統(tǒng)具備較高的實用性與專用性，從而幫助人們更好地通過實驗來解決過程問題。在計算機實驗系統(tǒng)中對嵌入式實時軟件進(jìn)行設(shè)計與應(yīng)用，還能有效避免其他軟件設(shè)計中出現(xiàn)的缺陷，進(jìn)而使計算機實驗系統(tǒng)的質(zhì)量得到顯著提升[1]。

2 計算機實驗系統(tǒng)中嵌入式實時軟件的應(yīng)用流程及開發(fā)要點

通過程序設(shè)計將嵌入式實時軟件應(yīng)用于計算機實驗系統(tǒng)設(shè)計當(dāng)中，并根據(jù)計算機實驗系統(tǒng)的實際需求，來使系統(tǒng)軟件變得更加安全、獨立，進(jìn)而提高軟件使用效率與設(shè)計質(zhì)量，從而使嵌入式實時軟件的應(yīng)用優(yōu)勢得以在計算機實驗系統(tǒng)中充分體現(xiàn)出來。在計算機實驗系統(tǒng)中對嵌入式實時軟件進(jìn)行設(shè)計時，其主要設(shè)計流程如下：首先要建立交叉函數(shù)庫，并在交叉函數(shù)庫中進(jìn)行代碼編程與交叉編譯，以此建立交叉連接，代碼編程采用C/匯編源程序，交叉編譯則需要將其編譯成Obj文件，在建立交叉連接以后，生成系統(tǒng)映像文件，并找出系統(tǒng)映像文件中的目標(biāo)板，然后進(jìn)行軟件調(diào)試。

在嵌入式實時軟件開發(fā)時，需要采用IO設(shè)備、C++語言及ARM工具等，對嵌入式實時軟件的開發(fā)共計包括三大階段：（1）對計算機實驗系統(tǒng)的功能需求進(jìn)行分析，以此明確嵌入式實時軟件應(yīng)具備的功能。（2）對軟件進(jìn)行設(shè)計，應(yīng)嚴(yán)格按照嵌入式設(shè)計思路來進(jìn)行設(shè)計，確保嵌入式實時軟件能夠?qū)τ嬎銠C實驗系統(tǒng)進(jìn)行實時控制。嵌入式實時軟件應(yīng)采用模塊化設(shè)計方法，通過建立主模塊與子模塊結(jié)構(gòu)來進(jìn)行不同功能之間的明確劃分，并嚴(yán)格規(guī)范模塊開發(fā)流程。（3）對任務(wù)地址進(jìn)行設(shè)計，應(yīng)確保嵌入式實時軟件在應(yīng)用過程中能夠滿足計算機實驗系統(tǒng)的時效性要求[2]。

3 計算機實驗系統(tǒng)中嵌入式實時軟件的應(yīng)用實例分析

3.1 實驗系統(tǒng)硬件

嵌入式實時軟件的實時性是其應(yīng)用過程中的基本要求之一，通過對計算機實驗系統(tǒng)的硬件配置進(jìn)行分析，在應(yīng)用嵌入式實時軟件時，其微處理器型號應(yīng)為AT91RM90200，該微型處理器是以ARM920T作為內(nèi)核的，其在系統(tǒng)控制領(lǐng)域和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛。在AT91RM90200型微處理器中，其內(nèi)部集成有CANBUS與RS232電路板，并且安裝有USB通信接口和以太網(wǎng)端口，這使得嵌入式實時軟件能夠與不同規(guī)格的通信設(shè)備實現(xiàn)雙向通信，并確保實時軟件中的微處理器能夠?qū)τ嬎銠C實驗系統(tǒng)實施同步控制。此外，計算機實驗系統(tǒng)還要具備事件突發(fā)訪問功能，通過嵌入式實時軟件的應(yīng)用來提高系統(tǒng)的整體響應(yīng)速度[3]。

3.2 實驗系統(tǒng)軟件

在計算機實驗系統(tǒng)中對嵌入式實時軟件進(jìn)行設(shè)計時，需要采取模塊化設(shè)計方法，以此提高嵌入式實時軟件的開發(fā)性能，并對軟件的整個開發(fā)流程進(jìn)行嚴(yán)格控制。在設(shè)計嵌入式實時軟件時，還要重點關(guān)注組件接口的設(shè)計，應(yīng)根據(jù)計算機實驗系統(tǒng)的功能特點來建立高級組件系統(tǒng)，以使計算機實驗系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)能夠通過組件接口進(jìn)行雙向交互。在建立高級組件系統(tǒng)時，應(yīng)確保組件之間具備相互獨立性，而且能夠重復(fù)使用，這樣能夠大幅提高計算機實驗系統(tǒng)中軟件的實時性與獨立性[4]。

3.3 實驗系統(tǒng)代碼實現(xiàn)

近些年來，嵌入式實時軟件已經(jīng)在各種類型的操作系統(tǒng)中得到了非常廣泛的應(yīng)用，而在對嵌入式實時軟件進(jìn)行設(shè)計時，高級語言編程也已成為整個設(shè)計過程中的關(guān)鍵部分。由于匯編語言和計算機實驗系統(tǒng)處理器結(jié)構(gòu)之間有著緊密的關(guān)聯(lián)性，并且存在可移植性較差，難以重復(fù)使用的缺陷。因此采用高級編程語言，能夠提高計算機實驗系統(tǒng)的通用性，并且也有利于計算機實驗系統(tǒng)的后期推廣與維護。在對嵌入式實時軟件進(jìn)行設(shè)計與開發(fā)過程中，編程語言有很多種類，最為廣泛使用的編程語言為C語言與C++語言。本文對計算機實驗系統(tǒng)的嵌入式實時軟件開發(fā)是通過面向?qū)ο蟮腃++語言來進(jìn)行軟件編程的，其部分代碼為：

//設(shè)置logOnInfo參數(shù)

LogOnInfo//ConnectionInfo.

SeverName=A;

DatabaseName=B;

UserID=C;

Password=D;

ApplyLogOnInfo(logOnInfo);//數(shù)據(jù)源綁定=customerReport

4 計算機實驗系統(tǒng)中嵌入式實時軟件的應(yīng)用潛力及發(fā)展前景

在計算機實驗系統(tǒng)中，通過嵌入式實時軟件的應(yīng)用，能夠提高實驗系統(tǒng)的高效性與便捷性，使實驗系統(tǒng)的應(yīng)用價值更高。嵌入式實時軟件不僅能夠在實驗系統(tǒng)中應(yīng)用，在其他類型的系統(tǒng)中也能得到有效應(yīng)用，這也使嵌入式系統(tǒng)具備極高的應(yīng)用潛力。此外，嵌入式實時軟件所具備的交互性與靈活性特點，能夠在很大程度上提高系統(tǒng)的實時操作能力，這對于計算機實時系統(tǒng)這類需要進(jìn)行操作的系統(tǒng)來說是非常重要的。通過對嵌入式實時軟件進(jìn)行分析可以了解到，其應(yīng)用特點主要包括操作便捷性、易控性與實時性，并且還能使計算機實驗系統(tǒng)的設(shè)計變得更加合理。在對嵌入式實時軟件進(jìn)行設(shè)計時，由于其對系統(tǒng)硬件平臺非常依賴，因此，設(shè)計人員在設(shè)計嵌入式實時軟件時，應(yīng)對軟件與硬件之間的關(guān)系進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，切實做好軟件的維護、管理與測試工作，提高嵌入式軟件的應(yīng)用質(zhì)量?？偠灾?，通過在計算機實驗系統(tǒng)中應(yīng)用嵌入式實時軟件，不僅能夠使實驗系統(tǒng)的應(yīng)用效率更高，而且也能降低實驗系統(tǒng)操作的復(fù)雜性，進(jìn)而提高實驗系統(tǒng)的使用價值，這也說明了嵌入式實時軟件在計算機實驗系統(tǒng)中所具備的極高應(yīng)用潛力與廣闊的發(fā)展前景[5]。

5 結(jié)語

綜上所述，在計算機實驗系統(tǒng)中應(yīng)用嵌入式實時軟件，并對其軟硬件進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計，結(jié)合實驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用特點采取分層設(shè)計方法，能夠使計算機實驗系統(tǒng)變得更加靈活、簡便，進(jìn)而提高計算機實驗系統(tǒng)的可操作性與實時性，使計算機實驗系統(tǒng)具備多種操作功能。本文通過對嵌入式實時軟件在計算機實驗系統(tǒng)中應(yīng)用的影響因素及應(yīng)用特點進(jìn)行分析，并根據(jù)其應(yīng)用實例可以了解到，通過在計算機實驗系統(tǒng)中應(yīng)用嵌入式實時軟件，必將使計算機實驗系統(tǒng)中的軟件信息量更加豐富，進(jìn)而有效滿足實驗操作的信息化需求。