嵌入式軟件開發(fā)方法的應(yīng)用

文/張平

1 簡述嵌入式系統(tǒng)

嵌入式系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的一個(gè)重要領(lǐng)域，它把計(jì)算機(jī)技術(shù)作為系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。嵌入式系統(tǒng)是面向計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，是面向社會(huì)，面向計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的一個(gè)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)中占有重要的地位，它是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)整個(gè)系統(tǒng)功能的關(guān)鍵。上個(gè)世紀(jì)90年代以來，以計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)及軟件開發(fā)為核心的IT技術(shù)得到了尋夢的發(fā)展，伴隨而來的是各種嵌入式軟件在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的廣泛應(yīng)用，幾乎所有的嵌入式產(chǎn)品中都需要嵌入式軟件來提供靈活多樣、而且應(yīng)用特制的功能。進(jìn)入二十一世紀(jì)之后，嵌入式系統(tǒng)幾乎風(fēng)靡全國，逐漸滲透進(jìn)了國民的生產(chǎn)生活領(lǐng)域，進(jìn)一步提高了嵌入式軟件在IT市場上的地位和影響，其技術(shù)不斷成熟被人們譽(yù)為物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下的明日之星?？梢灶A(yù)見的是，隨著汽車、醫(yī)療、通信、家居、軍事等產(chǎn)業(yè)智能化水平的越來越高，嵌入式軟件的需求量將持續(xù)走高，各大行業(yè)對其的定制化水平和技術(shù)水平也有了更高的要求，隨著硬件平臺(tái)的處理能力不斷增強(qiáng)，硬件成本不斷下降，嵌入式軟件已經(jīng)悄然成為了當(dāng)前信息技術(shù)革命中的重要版圖，隨著時(shí)代的發(fā)展，嵌入式軟件市場必然繼續(xù)迎來一波又一波的競爭高潮，要繼續(xù)深耕技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域，不斷創(chuàng)新服務(wù)內(nèi)容，共創(chuàng)嵌入式軟件的輝煌。

2 嵌入式應(yīng)用軟件與桌面計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件比較分析

嵌入式軟件的應(yīng)用就是把數(shù)學(xué)的函數(shù)應(yīng)用到計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)計(jì)算和處理上來，主要的目的是讓計(jì)算機(jī)中產(chǎn)生數(shù)據(jù)，讓數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出，主要是通過函數(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。嵌入式還可以應(yīng)用到汽車、飛機(jī)、電視機(jī)系統(tǒng)中，主要的目的是滿足于現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，具有實(shí)時(shí)性、延續(xù)性和交互性。

2.1 實(shí)時(shí)性

計(jì)算機(jī)中的很多系統(tǒng)都是通過實(shí)時(shí)性進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)字轉(zhuǎn)化，然后實(shí)現(xiàn)其實(shí)時(shí)性來完成的，但是需要一定的時(shí)間，時(shí)間是轉(zhuǎn)化計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)性的關(guān)鍵。計(jì)算機(jī)具有的實(shí)時(shí)性對時(shí)間的要求非常嚴(yán)格，能夠在關(guān)鍵時(shí)期處理相應(yīng)的時(shí)間，并且在限定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行系統(tǒng)的處理，從而使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠進(jìn)行有效的預(yù)測?，F(xiàn)代的計(jì)算機(jī)處理器在進(jìn)行事件處理的時(shí)候必須按照一定的指令來完成的，軟件開發(fā)人員必須用新理論和技術(shù)，運(yùn)用新方法對嵌入式應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)，這樣嵌入式軟件才能滿足廣大客戶的需求。

2.2 并發(fā)性

嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理事件的時(shí)候，都是通過物理的鏈接過程來完成的，一般都是通過傳感器的信號(hào)或者是多個(gè)網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行嵌入式技術(shù)的應(yīng)用。這些計(jì)算機(jī)嵌入式技術(shù)的應(yīng)用能夠很好的滿足廣大消費(fèi)者的同步管理需求，但是對于同步的系統(tǒng)管理，桌面的應(yīng)用軟件比較小，不能在同步問題上進(jìn)行提升，不能滿足廣大消費(fèi)者的需求，這個(gè)時(shí)候桌面的應(yīng)用軟件就必須和嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行同步，通過同步相應(yīng)語言，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的安全性和時(shí)效性。

2.3 活躍性

嵌入式系統(tǒng)的另一個(gè)特點(diǎn)就是具有活躍性。嵌入式系統(tǒng)的主要作用是讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)保持相應(yīng)的活躍狀態(tài)，防止計(jì)算機(jī)的待機(jī)或者是結(jié)束狀態(tài)的出現(xiàn)。嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要是防止計(jì)算機(jī)出現(xiàn)“死鎖”的局面發(fā)生。

2.4 差異

計(jì)算機(jī)桌面系統(tǒng)和嵌入式技術(shù)的主要差異是從起實(shí)時(shí)性、交互性和交互式方面來進(jìn)行對比的，他們之間存在本質(zhì)區(qū)別就是嵌入式能夠滿足廣大消費(fèi)者的需求，能夠和計(jì)算機(jī)的應(yīng)用環(huán)境和計(jì)算機(jī)存在的硬件設(shè)備相結(jié)合。但是計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件基本上都可以做到與設(shè)備和平臺(tái)的無關(guān)性。

3 嵌入式計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)方法研究

3.1 嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)中任務(wù)的劃分方法

在進(jìn)行使用嵌入式開發(fā)系統(tǒng)時(shí)，必須把其分為不同的任務(wù)，讓嵌入式能夠根據(jù)任務(wù)進(jìn)行準(zhǔn)確運(yùn)行。其實(shí)嵌入式任務(wù)實(shí)際就是一個(gè)細(xì)微的代碼運(yùn)行，是一個(gè)代碼的映像，很細(xì)微，是個(gè)最小的運(yùn)行單位，能夠獨(dú)立完成任務(wù)，主要的目的是讓CPU輪流為任務(wù)提供好的服務(wù)，更好的滿足任務(wù)的時(shí)限需求。達(dá)到系統(tǒng)協(xié)調(diào)性，能夠讓系統(tǒng)準(zhǔn)確完成劃分的多個(gè)任務(wù)，必須把任務(wù)進(jìn)行分解，讓任務(wù)能夠通過多個(gè)渠道完成，減少系統(tǒng)的吞吐量，讓系統(tǒng)的完成效率更高，執(zhí)行任務(wù)更快。

3.2 什么是有限狀態(tài)機(jī)

一般計(jì)算機(jī)中的嵌入式系統(tǒng)大多數(shù)和一些分析機(jī)有關(guān)，它們的關(guān)系是密切的，嵌入式系統(tǒng)必須采用有限狀態(tài)機(jī)對理解、分析和設(shè)計(jì)系統(tǒng)有幫助。有限狀態(tài)機(jī)一般都是由有限個(gè)狀態(tài)和相互之間的轉(zhuǎn)移構(gòu)成，一般讓計(jì)算機(jī)整個(gè)系統(tǒng)處在一個(gè)特定的狀態(tài)，當(dāng)接收到一個(gè)輸入間的時(shí)候，狀態(tài)機(jī)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)輸出，同時(shí)伴隨著狀態(tài)的轉(zhuǎn)移。系統(tǒng)的狀態(tài)概括了對過去輸入處理狀況的全部信息，系統(tǒng)只需要根據(jù)當(dāng)前所處的狀態(tài)和面臨的輸入就可以決定系統(tǒng)的行為。每當(dāng)系統(tǒng)處理了當(dāng)前的輸入后，系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)也將發(fā)生變化。

4 關(guān)于組件嵌入式軟件開發(fā)中存在的問題及對策

根據(jù)嵌入式軟件的特征，使用組件技術(shù)能較好地設(shè)計(jì)復(fù)雜的嵌入式軟件，組件可以重復(fù)使用，幾個(gè)組件組合可以產(chǎn)生一個(gè)新組件，產(chǎn)生新組件還可以用在同其他組件進(jìn)行組合，這樣的話可以充分發(fā)揮出組件復(fù)用性，進(jìn)而提高嵌入式軟件開發(fā)的周期，然而，有些事因?yàn)闆]考慮到非功能性的要求，并且應(yīng)用領(lǐng)域也有所限制，其局限性非常大。在研究中發(fā)現(xiàn)，對軟件非功能性要求的實(shí)現(xiàn)，常常需要操作系統(tǒng)的支持，要是將在操作系統(tǒng)里面實(shí)施過的并發(fā)管理措施與與其他一些相關(guān)操作使用組件來封裝，其組件規(guī)模就會(huì)大大擴(kuò)大，但是這些管理措施的實(shí)施常常與系統(tǒng)硬件設(shè)施的聯(lián)系非常緊密，這樣的話就與組件復(fù)用性與平臺(tái)的無關(guān)性沒太大關(guān)系，進(jìn)而嚴(yán)重影響到把組件技術(shù)用在嵌入式軟件開發(fā)研究的過程中，所以，嵌入式軟件在開發(fā)研究的過程中，我們一定要重視嵌入式軟件的操作系統(tǒng)，然而，有時(shí)候由于應(yīng)用環(huán)境和硬件設(shè)備的限制，不能為系統(tǒng)安裝操作系統(tǒng)，這時(shí)對軟件非功能性要求的實(shí)現(xiàn)就要借助于系統(tǒng)的硬件設(shè)備，例如：實(shí)時(shí)處理。

5 結(jié)束語

總而言之，嵌入式應(yīng)用軟件具有應(yīng)用領(lǐng)域廣，與現(xiàn)實(shí)環(huán)境交互強(qiáng)，靈活小巧等優(yōu)點(diǎn)，具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ艿搅嗽絹碓降年P(guān)注和研究.也正因?yàn)樗倪@些優(yōu)點(diǎn)，使它與應(yīng)用和硬件設(shè)備緊密相關(guān)，這與目前的成熟的軟件復(fù)用思想相矛盾，而基于組件的嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)方法為較好的解決了之一問題提供研究的方向。

參考文獻(xiàn)

[1]宋之慧.試論嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)研究與應(yīng)用[J].大科技,2016,20(26):204-205.

[2]林云兒.淺析平臺(tái)嵌入式軟件設(shè)計(jì)方法[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2016,19(20):193-195.