計算機軟件設計中嵌入式實時軟件的應用分析

王燕貞

（漳州職業(yè)技術學院信息工程學院 福建 漳州 363000）

1 引言

嵌入式實時軟件的專業(yè)性能較強，一般可以快速解決問題，這樣一來，軟件工作的效率就迅速提高了。在設計計算機軟件期間，嵌入式實時軟件是大家比較關注和好奇的點。從我國目前的發(fā)展實際來看，軟件行業(yè)基本上可以分為配套的服務、配套的產品、配套的系統(tǒng)集成、嵌入式的系統(tǒng)軟件和IC設計等。從過去的一些研究資料和數據統(tǒng)計當中可以看出，目前我國的嵌入式軟件70%以上都出口到了其他的國家。盡管我國的發(fā)展起步不是很早，速度不是很快，但是我們的干勁和韌性是其他國家所不能比擬的，人財物的大量傾斜和投入就是一個最好的證明。從我國軟件行業(yè)最新公司的前10榜單中可以發(fā)現，嵌入式實時軟件類型的公司可以占到半數[1]。這樣的結果表明，嵌入式實時軟件已經被廣泛使用。嵌入式實時軟件不僅能運用在計算機中，還能在手機中使用。

2 計算機軟件設計中嵌入式實時軟件的應用原理及其特性

2.1 應用原理

在設計計算機軟件期間，要特別注意內容的緩存、預命令的執(zhí)行等方面，嵌入式實時軟件很多時候可以對軟件系統(tǒng)的實際操作性能進行一定的優(yōu)化升級和改造提升。與此同時，嵌入式實時軟件一般可以分為硬件和軟件方面的操作，以上兩方面和固有的操控軟件是系統(tǒng)集成的，對硬件與軟件進行交互控制。對于嵌入式實時軟件來說，嵌入式微處理器是其最重要的部分?，F今，一般使用的都是AT91RM9200處理器。嵌入式實時軟件每個細分出來的版塊也要保證隨時工作，確保軟件自身可以有“自我保護”的意識和能力，盡可能做到辦事不求人[2]。

嵌入式實時軟件技術，對于計算機軟件來說十分重要，對硬件與軟件有著直接的影響，其常規(guī)的操作是把復雜多變的程序語言以軟件靈活快速運轉的方式來處理和解決。所以，在實際的設計和構思過程中，嵌入式可以把硬件與軟件進行有效對接。同時，它的微處理器還能夠實現多個任務一同保質保量地完成。它的保護性能和保護時效都是其他軟件技術不具備的，能耗小更是其顯著特點。

2.2 技術特性

2.2.1 可靠性

對計算機操作系統(tǒng)來說，嵌入式實時軟件是在處理軟件時采用到的一種方式。很多時候都需要它來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全、可靠等性能的最終實現。由于它的“即插即用”的特殊屬性，對系統(tǒng)操作任務進行科學合理的分配與調整，這樣能對計算機軟件系統(tǒng)進行優(yōu)化和完善，讓其能在保證最高性價比的同時出色地完成任務[3]。

2.2.2 時限性

對于嵌入式實時軟件而言，具備時限性十分重要。在保證這一條件的前提下，應用它才會變得得心應手，正確處理好軟件和硬件之間的關系，實現有機的統(tǒng)一和融合。一旦不能保證一定的時限，在處理和解決具體問題時，想要實現有效地控制就是變得十分艱難，這樣的話，就無法及時將軟件系統(tǒng)的各項任務完成。

2.2.3 安全性

安心、省心、放心、舒心、貼心才能讓軟件系統(tǒng)的安全性和可靠性增加，防止影響其效果。因此，為了使嵌入式實時軟件系統(tǒng)可以充分發(fā)揮出自身的作用，必須要讓它的外圍保持絕對的安全可靠。

3 計算機軟件設計中嵌入式實時軟件應用的重要意義

作為信息技術發(fā)展的產物，計算機軟件已經被廣泛應用在人們工作、生活的各個方面，給社會創(chuàng)造出相當可觀的價值。對于計算機軟件的設計工作來說，其主要目的就是使計算機軟件的設計質量以及使用效率提高，而且還能讓現代計算機軟件用戶的使用需求得以滿足，從而讓相關用戶的工作和辦事效率提升。嵌入式實時軟件是指，在整個軟件中把計算機信息技術作為其中的核心基礎，它要有一定的可剪裁性，這個軟件適合應用于一些嚴格要求自身系統(tǒng)的功耗與功能的專用計算機中[4]。例如，在人們的日常生活中，會使用到手機以及電視等相關電子設備，對于這些設備來說，都是嵌入式實時軟件構建出了它們的應用系統(tǒng)，將其有效運用，可以使整個計算機軟件系統(tǒng)的運行更加平穩(wěn)，進而保障計算機硬盤功能可以充分發(fā)揮其作用。此外，嵌入式實時軟件的功能還體現在動態(tài)分配和緩存等方面，在計算機軟件的設計過程中，這些功能都能發(fā)揮出有效作用，進而提高計算機軟件設計的質量，從而讓計算機軟件能實現良好的應用。對于嵌入式實時軟件來說，其核心組成部分就是微處理器，在計算機軟硬件的運行過程中，它具有良好的保護作用，此外還能實時檢測與修復計算機軟件，這樣可以使計算機軟件運行過程中的安全隱患有效減少。

4 計算機軟件設計中嵌入式實時軟件的具體應用

4.1 劃分任務

嵌入式系統(tǒng)的應用軟件級別和范圍都屬于較高層面，它的巨大作用在實踐當中已經有了很多有效的證明。在系統(tǒng)中，要以嵌入式微處理器內核為中心和關鍵，這樣才能實現其他任務的同時進行有效銜接。從某種意義上來說，這二者基本可以劃上等號。在此期間，一般要注意設計的問題，它能對計算機系統(tǒng)進行詳細劃分，讓其通過“自己的事情自己辦”的方式和方法，在整個系統(tǒng)中用自己的“智慧和能力”去處理解決問題，在優(yōu)化升級的同時，讓目標更加簡化。在任務劃分中使用嵌入式實時軟件時，必須要分析程序中哪些數據是有作用的，哪些數據是沒有作用的，并從轉換和執(zhí)行的角度考慮，實時地將轉換和分類應用到具體的任務當中，一般可以從5個方面去做考慮，即循環(huán)周期的方面、異步的方面、同步的方面、應用程序的方面和用戶接口的方面，做好具體的劃分和分析，這是十分必要的，也是必須實施的。在這樣的有機協(xié)調和配合當中，才能實現長遠目標，才能發(fā)揮整體的合力，實現最大的效能，還可以充分合理利用應用程序輪詢以及中斷方式，并能進一步驗證計算機軟件系統(tǒng)的I/O事件驅動。這種處理方式顯示，在運行計算機軟件時，CPU資源會被一定的應用程序占用。此外，通過輪詢與中斷方式，可以對操作進行處理和驗證，從而使系統(tǒng)的實時性和實用性要求得以滿足[5]。

4.2 組織任務與布局存儲

劃分和設定好了以后，其組織功能可以展示作用了。在具體組織過程中，數據關系之間的轉換和任務之間的邏輯關系都非常重要，會成為影響因素，要在ROM與FLASH上將其保存。要對計算機軟件系統(tǒng)進行優(yōu)化和完善，以便讓計算機軟件在對數據信息進行調取時，就能有效發(fā)揮出處理數據的調取和存儲功能，進而讓其在軟件操作和具體運行過程中可以實現時效的最大化價值。這樣的組織效果是嵌入式實時軟件非常希望看到的效果。

4.3 實時應用與調度任務

嵌入式實時軟件在實際應用中，一般可以從硬實時性、軟實時性兩方面去理解。在進行實際軟件操作過程中體現出軟件的實時性，會出現不同程度和不同階段的滯后性，所以，這也給操作人員在選擇的時候提了個醒，要按照擇優(yōu)原則，即優(yōu)先級的調度方式，來合理調動計算機系統(tǒng)的任務。然而，軟件系統(tǒng)有著多元化優(yōu)先級，要根據任務目標和要求作為載體，對級數進行嚴格控制，對級別進行適當添加。將任務拆分后，按照具體狀況對關鍵性任務的回應時間適當減少，進而讓效率與反應速度提高。因而，在對任務調度進行合理利用方面，要對系統(tǒng)的響應時間與反應進行進一步強化，從而將其真實價值充分發(fā)揮出來[6]。

4.4 任務和時鐘間通信

在計算機軟件設計中應用嵌入式實時軟件，要全面發(fā)揮出時鐘服務的真正價值和要求，以便讓系統(tǒng)實現時鐘自動化設計，不斷強化控制，對具體動作實行有序執(zhí)行。通過實時軟件來自動設計時鐘，并對動作進行定期處理[7]。對嵌入式實時軟件系統(tǒng)來說，要對信號量和信號以及列隊等各種相關機制進行完善，并讓資源和系統(tǒng)任務實現同步實時，這樣才能讓通信的多元化要求得以滿足。

5 結語

在計算機軟件的設計工作中，嵌入式實時軟件發(fā)揮著重要作用。因此，相關設計人員要對自身的傳統(tǒng)設計理念進行改進，在計算機軟件的設計工作中有效運用嵌入式實時軟件，并充分發(fā)揮出其自身作用，進而讓計算機軟件的操作性能提高，從而使計算機軟件的操作過程靈活性更強。