計算機軟件設(shè)計中的嵌入式實時分析

宋楊

摘要：為了提高計算機軟件使用的時效性和功能性，利用嵌入式實時分析的方式對軟件進行調(diào)試分析，并將軟件構(gòu)件開發(fā)的模式與軟件使用相互對接，充分發(fā)揮嵌入實時框架的優(yōu)勢，利用任務(wù)模塊的調(diào)整模式擴展的方式，提高軟件開發(fā)的水平，強化嵌入式實時分析的作用。

關(guān)鍵詞：嵌入式軟件;構(gòu)件開發(fā);軟件設(shè)計

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）26-0064-02

在移動通信發(fā)展的過程中，在計算機軟件設(shè)計中，根據(jù)其使用的需求，嵌入式實時分析發(fā)揮了重要的作用，在普式計算機的使用中，根據(jù)系統(tǒng)的運行情況，在資源固定的環(huán)境下，利用嵌入型的處理方式，能夠很好地提高CPU的使用功效，降低計算機存儲的空間，在輸入和輸出設(shè)備中建立很好的鏈接，在物理端口中實現(xiàn)軟件的合理化使用，解決了很多以往計算機的技術(shù)難題。

嵌入式的操作系統(tǒng)在復(fù)雜的計算機軟件系統(tǒng)中，能夠?qū)崟r的處理信號信息，對于周期性和非周期性的事件進行及時的響應(yīng)，根據(jù)算法的調(diào)整，改變事件發(fā)生的概率，同時考慮到嵌入式系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，將原有的系統(tǒng)進行優(yōu)化，實現(xiàn)計算機軟件設(shè)計優(yōu)化的目的。

1嵌入式實時系統(tǒng)設(shè)計分析

嵌入式實時系統(tǒng)在設(shè)計中要按照系統(tǒng)集成的核心思想，在實現(xiàn)綜合系統(tǒng)的實用性能，保證在使用周期中，達到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，并在多個系統(tǒng)中，實現(xiàn)軟件的拓展，保證系統(tǒng)的擴展和修改接入。在安裝系統(tǒng)軟件后，根據(jù)使用的需要，對軟件及時進行轉(zhuǎn)載，利用外部設(shè)備的訪問，在TCP/IP協(xié)議中進行協(xié)議模式修訂，對于數(shù)據(jù)進行加載和測試，在遠程裕興系統(tǒng)中及時根據(jù)數(shù)據(jù)的運行準(zhǔn)確性進行調(diào)試，保證嵌入式系統(tǒng)的穩(wěn)定。

嵌入式主機處理器采用SA1110，在高性能的處理器中根據(jù)頻率的變化，對軟件進行優(yōu)化，在高速緩存的控制器中，將輸入端口進行通用處理?？紤]到Linux系統(tǒng)對于配置要求較低，在支持使用處理器同時處理的情況下，為了提高處理能力，動態(tài)安裝內(nèi)核結(jié)構(gòu)，將進程管理和系統(tǒng)相互結(jié)合，根據(jù)模塊在實時控制和響應(yīng)的需求，及時對Linux進行調(diào)整，以達到需求的嵌入式系統(tǒng)。在交叉環(huán)境中，對于嵌入的編程模式，將主機和機構(gòu)系統(tǒng)進行分離，在分布模式上進行目標(biāo)調(diào)整，利用開放程序進行編譯器和調(diào)試器的程序使用。在完成硬件設(shè)備的調(diào)試后，在軟件方面進行需求實現(xiàn)，在對接口中進行模擬，保證CPU的實時控制和邏輯控制，利用硬件系統(tǒng)的處理能力提高實時系統(tǒng)中圖像的運行處理能力，利用DSP處理方式對實時圖像進行模塊處理，實現(xiàn)嵌入式的實時處理運行。

DSP處理方式是將預(yù)設(shè)的圖像進行先期采集，根據(jù)輸出要求對圖像進行修剪，在像素控制的要求下，實現(xiàn)圖像信號的傳遞，在完成一幀數(shù)據(jù)圖像的傳輸后，對計數(shù)裝置進行清零，完成下一幀的圖像傳輸，以達到實時的功能。

3 嵌入式實時系統(tǒng)設(shè)計框架原理分析

嵌入式的軟件分析是對外部事件的處理，在抽象的運用中，借用多個單任務(wù)的結(jié)合，對一個事件進行模塊化的管理，根據(jù)主邏輯的調(diào)試完成整體調(diào)度，在通信變量中，對模塊進行實時的調(diào)用，保證單任務(wù)的模式下，根據(jù)軟件的框架進行語言支持運行，用框架的方式能夠在較少占用系統(tǒng)運行資源的情況下，不必要在利用OS支持，強化結(jié)構(gòu)的操作效率。

結(jié)合圖2的框架圖，在任務(wù)為單元的調(diào)度中，利用實時RTOS操作系統(tǒng)，實現(xiàn)多任務(wù)嵌入設(shè)計，在利用編程語言進行運算，通常情況下使用DARTS系統(tǒng)進行多任務(wù)的框架設(shè)計[1]，根據(jù)結(jié)構(gòu)擴展分析的方式，對單一任務(wù)或單一事件進行關(guān)聯(lián)處理，參照時間、任務(wù)類別、操作可能性等參數(shù)進行分析，將多個流程進行耦合分析，把不同模塊之間有相同參數(shù)的任務(wù)進行整合，在優(yōu)先級處理的模式下，對資源區(qū)位進行搶占，將緊急和較為緊急的事件提前處理，提高重要任務(wù)的優(yōu)先級，其次在RTOS通信中，根據(jù)互斥程序?qū)⒛K進行復(fù)制，在實時通信中采集程序關(guān)聯(lián)性，降低了應(yīng)用程序間的數(shù)據(jù)資源浪費，但是在硬件使用中，對于RTOS支持要求相應(yīng)提高。

在嵌入式實時團建軟件中，對于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)而言，在拓展性方面還存在一定的難度，利用單元組對象之間的串聯(lián)，根據(jù)內(nèi)部訪問操作的方式，將嵌入式的模式進行并行，在建立資源優(yōu)先級的特點后，根據(jù)對象模型的不同，以時間和驅(qū)動方式的不同進行數(shù)據(jù)對象控制調(diào)度，充分結(jié)合RTOS系統(tǒng)進行框架結(jié)構(gòu)輸入，保證被動對象和并行對象之間的關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可行性鏈接，強化實時操作系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)整。

軟件嵌入式的模式是結(jié)構(gòu)體系中最為重要的環(huán)境，對于系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)有很關(guān)鍵的作用，通常認為體系結(jié)構(gòu)應(yīng)該在軟件開發(fā)的各個方面都體現(xiàn)出來[2]，在體系結(jié)構(gòu)中最重要的是要將軟件中的邏輯交互功能獨立出來，以連接件的形式加以專門研究和設(shè)計實現(xiàn)[3-4]。由于連接件專門負責(zé)軟件模塊間的邏輯交互，使軟件的計算和邏輯交互相分離，負責(zé)計算的構(gòu)件不需要考慮與外界的交互實現(xiàn)細節(jié)，與其使用環(huán)境的獨立性很強，可以直接在多種應(yīng)用環(huán)境中使用，大大提高了其重用性。目前構(gòu)件化的軟件框架對于描述構(gòu)件間的邏輯交互是不足的，構(gòu)件間的邏輯交互沒有專門的連接構(gòu)件來描述，而是隱藏在構(gòu)件的實現(xiàn)體內(nèi)部。在嵌入式實時軟件是一個本地程序，各模塊之間聯(lián)系緊密的情況下（這也是目前大多數(shù)嵌入式實時軟件的實際情況），此時的軟件不是典型的C/S邏輯結(jié)構(gòu)，任何一個構(gòu)件既是客戶也是服務(wù)器，構(gòu)件間的邏輯交互將會變得非常復(fù)雜，修改構(gòu)件間的邏輯交互關(guān)系也非常困難，削弱了構(gòu)件的重用性和構(gòu)件化的嵌入式實時軟件框架的靈活性[5]。為了解決以上問題，有必要在構(gòu)件的基本思想上，結(jié)合獨立的連接件思想，提出一種全新的構(gòu)件化的嵌入式實時軟件框架。

3 嵌入式實時系統(tǒng)構(gòu)件使用環(huán)境分析

嵌入式實時系統(tǒng)中的構(gòu)件與操作語言相互關(guān)聯(lián)，在動態(tài)調(diào)整中，體現(xiàn)了開放性的集成選擇，根據(jù)構(gòu)件的靈活性，對軟件設(shè)計的過程實現(xiàn)實時的控制，在工具集成中，將開發(fā)和使用的環(huán)境進行接口處理，鑒于不同分布情況和結(jié)構(gòu)體系構(gòu)件的差異性，對設(shè)計進行交換和控制轉(zhuǎn)換，將原有集成功能進行優(yōu)化，對每個工具進行接口處理，保證構(gòu)件的主體完整，利用即插即用的模式整體的在工具鏈上使用，實現(xiàn)完整的可視化的應(yīng)用程序。構(gòu)件在開發(fā)中，由于每個構(gòu)件在系統(tǒng)中分別承擔(dān)操作功能，在外部服務(wù)器的請求下，對任務(wù)進行及時的響應(yīng)，對于開發(fā)功能和后期的管理功能進行實時的處理，在通信協(xié)議之間自由的切換，將總線的控制系統(tǒng)權(quán)限進行分散，保證單一任務(wù)之間的暢通鏈接。

在滿足功能性和時限性特點的基礎(chǔ)上，嵌入式實時分析還能對系統(tǒng)的集成能力進行加強，對于系統(tǒng)的開放程度不同，進行內(nèi)環(huán)境的開發(fā)，對于不同領(lǐng)域軟件的更新問題，在開放的環(huán)境中進行定制解決，將嵌入多個開發(fā)環(huán)境中，根據(jù)不同領(lǐng)域數(shù)據(jù)的資源共享，從領(lǐng)域調(diào)控轉(zhuǎn)變?yōu)楣补蚕?，系統(tǒng)工作從軟件開發(fā)轉(zhuǎn)換到由工具集成的模式。在嵌入過程中，結(jié)合軟件本身的特點和開發(fā)程序中的多樣性，有機地將兩者相互聯(lián)系，根據(jù)不同的軟件開發(fā)環(huán)境，通過定制的方式在開放的環(huán)境中實現(xiàn)實時嵌入，并且根據(jù)軟件的運行情況實現(xiàn)軟件開發(fā)流程的系統(tǒng)化。從目前的軟件開發(fā)環(huán)境來看，局限于前者的基本條件，多樣性還存在較多的不足之處。在部分虛擬的環(huán)境中，利用調(diào)試和測試難以達到實際的操作環(huán)境下的嵌入式狀態(tài)，對于產(chǎn)品的使用周期有所下降，同時對于嵌入式的程序會造成一定的損耗，對于開發(fā)帶來極大的風(fēng)險。嵌入式產(chǎn)品的多樣性，導(dǎo)致產(chǎn)品硬件環(huán)境多種多樣，所以產(chǎn)品硬件仿真環(huán)境應(yīng)該能夠適應(yīng)這種多樣性。

實時性的分析模式在功能使用中存在關(guān)聯(lián)性，構(gòu)件適用性強，功能性相應(yīng)的提高，對于不同層次的構(gòu)件類型，在對于特征使用上有很明顯的區(qū)別，對于結(jié)構(gòu)的抽象化的描述，形成構(gòu)件的通用模式，在一些抽象的算法中，根據(jù)設(shè)計和實際情況的不同，對特征向量進行分析，保證該構(gòu)件的顆粒度匹配，同時在組裝過程中，利用聚合的效應(yīng)，實現(xiàn)構(gòu)件最大化的使用。在構(gòu)件功能性的分析中，對于不同類型實時分析出不同的結(jié)構(gòu)矩陣，將數(shù)列矩陣進行關(guān)系分析，利用關(guān)系樹的方式進行單一的識別，與前提單任務(wù)情況相互匹配，在程序語言的環(huán)境中對數(shù)據(jù)進行重新定義。系統(tǒng)中模塊根據(jù)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換進行模塊管理，在相互關(guān)聯(lián)的情況下實現(xiàn)代碼的轉(zhuǎn)換，假設(shè)在系統(tǒng)中增加更新的命令，嵌入式的模塊在運動中進行點面的交替，子類模塊之間出現(xiàn)關(guān)聯(lián)，在可視化的屏幕中出現(xiàn)需求實現(xiàn)，完成構(gòu)件編程整合，并形成軟件結(jié)構(gòu)的正向交互性，其中的非正交關(guān)系也被顯式并且集中地表示出來，較好分離了應(yīng)用邏輯（功能性問題的解決）與非應(yīng)用邏輯（非功能性問題的解決）之間的相互影響，從循環(huán)隊列中找尋數(shù)據(jù)變化趨勢，調(diào)整數(shù)據(jù)矩陣排列方式，在多個模塊中適應(yīng)性分析，提高了軟件的擴展性。

4 結(jié)束語

隨著軟件開發(fā)技術(shù)的不斷深入，對于嵌入式的實時設(shè)計也相應(yīng)提出了更高的要求，在設(shè)計中必須充分考慮到可靠性和可維護性，在滿足軟件需要的前提下，對軟件的框架和相應(yīng)的構(gòu)件進行綜合分析，利用結(jié)構(gòu)化的優(yōu)化模式，在仿真環(huán)境中對軟件進行拓展性的分析設(shè)計，強化軟件與硬件之間的協(xié)作。對于構(gòu)件使用的同時，強化可靠性分析和測試時未來研究的方向，不斷運用軟件嵌入測評的方式提高軟件開發(fā)的水平。

參考文獻：

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【通聯(lián)編輯：唐一東】