關(guān)于計(jì)算機(jī)嵌入式軟件的設(shè)計(jì)研究

王鑫

摘要：隨著近些年計(jì)算機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷進(jìn)展，嵌入式軟件設(shè)計(jì)在計(jì)算機(jī)開發(fā)中得到了廣泛的應(yīng)用，有了更好的發(fā)展前景。將嵌入式軟件應(yīng)用到計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)過程中，不僅可以使開發(fā)產(chǎn)品具有很好的穩(wěn)定特性，同時(shí)還可以提高計(jì)算機(jī)軟件的靈活性。本文分析了嵌入式軟件在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)軟件;嵌入式軟件設(shè)計(jì);應(yīng)用

引言：

在社會(huì)發(fā)展的過程中，計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)不斷跳躍式發(fā)展，隨著嵌入式軟件設(shè)計(jì)的出現(xiàn)以及應(yīng)用，計(jì)算機(jī)軟件的質(zhì)量有了很大的提高。嵌入式軟件可以被認(rèn)為是計(jì)算機(jī)軟件的運(yùn)行平臺(tái)，為保證嵌入式軟件順利運(yùn)行，嵌入式軟件往往由若干軟件組件和硬件。

一、嵌入式軟件的基本概述

（一）基本概念

嵌入式軟件是一種由大量軟硬件組成以保證其運(yùn)行的運(yùn)行平臺(tái)。嵌入式軟件因其強(qiáng)大的穩(wěn)定性和易操作性而在計(jì)算機(jī)行業(yè)非常流行。嵌入式軟件在計(jì)算機(jī)開發(fā)設(shè)計(jì)中的地位舉足輕重，它不僅可以極大提高軟件設(shè)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量和效率，而且可以避免軟件產(chǎn)品在使用過程中會(huì)出現(xiàn)的問題和缺陷[1]。

（二）應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

嵌入式軟件廣泛應(yīng)用于人們的日常生活，與人們的生活息息相關(guān)，例如手機(jī)、相機(jī)等生活用品就是由嵌入式軟件構(gòu)成的設(shè)備。嵌入式軟件具有較好的控制性，需要軟硬件配置才能正常工作，軟硬件相輔相成，多任務(wù)同時(shí)使用，兼容性好。

在計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)中，嵌入式軟件的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)確保正常、合理的運(yùn)行時(shí)間，安全、良好、有利的運(yùn)行環(huán)境，以便于進(jìn)行多任務(wù)的合理配置、運(yùn)行，從而提高嵌入式軟件技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用效率。在計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)的過程中合理有效地使用嵌入式軟件，一方面不僅能夠滿足客戶的多樣化需求，另一方面也能對(duì)于提高軟件產(chǎn)品和開發(fā)程序的安全可靠以及穩(wěn)定性能有極大作用。

二、計(jì)算機(jī)嵌入式軟件的設(shè)計(jì)策略

（一）設(shè)計(jì)原理

總體而言，嵌入式軟件設(shè)計(jì)和應(yīng)用程序的期望之間存在一定的差異，它們的實(shí)際工作原理也存在一定的差異?？偟膩碚f，計(jì)算機(jī)軟件更接近高層應(yīng)用，主要實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面、業(yè)務(wù)邏輯處理和邏輯數(shù)據(jù)管理等功能，而嵌入式軟件則更接近硬件底層。

而且在嵌入式軟件設(shè)計(jì)中，需要將硬件架構(gòu)考量在內(nèi)，以便設(shè)計(jì)出完整的系統(tǒng)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能性和可靠性。一般來說，在嵌入式軟件設(shè)計(jì)中，軟件層面包括操作系統(tǒng)和程序編寫，而嵌入式處理器、內(nèi)外部存儲(chǔ)器、相關(guān)輸入/輸出設(shè)備和配套外設(shè)都是傳統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，基于硬件實(shí)現(xiàn)軟件控制組件和業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)和應(yīng)用層設(shè)備的操作和控制[2]。

（二）設(shè)計(jì)流程

首先，計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)人員在應(yīng)用嵌入式軟件進(jìn)行軟件的開發(fā)時(shí)，應(yīng)當(dāng)預(yù)先對(duì)軟件產(chǎn)品進(jìn)行整體的把控，對(duì)各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行規(guī)劃和完善，從而使嵌入式軟件的使用和設(shè)計(jì)在整體上合理，在細(xì)節(jié)上準(zhǔn)確。

其次，由于嵌入式軟件設(shè)計(jì)開發(fā)相關(guān)的工作要求非常復(fù)雜，軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì)必須科學(xué)分配工作任務(wù)，使軟件開發(fā)過程更加系統(tǒng)地組織，從而減少軟件開發(fā)任務(wù)，確保質(zhì)量并避免任務(wù)執(zhí)行中的混亂或錯(cuò)誤。

再次，由于軟件的開發(fā)和實(shí)施不是簡單快捷的工作，而需要繁復(fù)的工作以及長時(shí)間的研究，因而在開發(fā)過程中出現(xiàn)各種問題在所難免，因而應(yīng)當(dāng)配備專門的檢查人員對(duì)軟件開發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行定期檢查和監(jiān)督，對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行記錄并就問題進(jìn)行分析和解決，確保項(xiàng)目的正確運(yùn)行和所開發(fā)軟件的質(zhì)量。

最后，軟件開發(fā)人員必須對(duì)所開發(fā)的應(yīng)用程序進(jìn)行嚴(yán)格的檢查和多次的測試，對(duì)開發(fā)出的應(yīng)用程序或者軟件產(chǎn)品的質(zhì)量、運(yùn)行速率、穩(wěn)定狀況等進(jìn)行嚴(yán)格的把控，對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行優(yōu)化、調(diào)整，以確保軟件的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

（三）嵌入式軟件在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1、多任務(wù)劃分

在計(jì)算機(jī)軟件中，嵌入式軟件可以為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能、管理硬件資源、實(shí)現(xiàn)各種組件、任務(wù)和設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信功能提供基本保障。嵌入式軟件RTOS軟件設(shè)計(jì)模型可以通過軟件優(yōu)化和修改實(shí)現(xiàn)任務(wù)的獨(dú)立運(yùn)行。此外，嵌入式軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)軟件任務(wù)的劃分，關(guān)鍵在于應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，只要完全控制和掌握系統(tǒng)數(shù)據(jù)的異步通信，就可以實(shí)現(xiàn)多任務(wù)功能，從而為計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)提供更高的實(shí)現(xiàn)效率，優(yōu)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中軟硬件資源的使用。

2、存儲(chǔ)設(shè)備的管理與組織

嵌入式軟件設(shè)計(jì)必須實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)軟件的多任務(wù)管理和配置，必須根據(jù)每個(gè)任務(wù)之間的關(guān)系實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)多個(gè)獨(dú)立任務(wù)的劃分和控制。通過科學(xué)的管理和組織，嵌入式軟件可以有效地優(yōu)化和完善計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的原有布局，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的正常運(yùn)行[3]。

3、系統(tǒng)任務(wù)處理實(shí)時(shí)性

嵌入式軟件設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)軟件實(shí)時(shí)性能的關(guān)鍵，要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)，未能完成硬實(shí)時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。嵌入式設(shè)計(jì)應(yīng)考慮計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)針對(duì)不同任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多任務(wù)處理應(yīng)優(yōu)先通過嵌入式設(shè)計(jì)內(nèi)核實(shí)現(xiàn)，不同優(yōu)先級(jí)的任務(wù)應(yīng)相應(yīng)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)要求進(jìn)行分段改進(jìn)了整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能從而提高了系統(tǒng)的效率。

4、系統(tǒng)的初始化

嵌入式軟件設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用組件初始化的關(guān)鍵。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，系統(tǒng)啟動(dòng)和系統(tǒng)啟動(dòng)初始化是通過嵌入內(nèi)核和硬件抽象層的軟件編碼來執(zhí)行的。在嵌入式軟件的設(shè)計(jì)開發(fā)中，對(duì)路由系統(tǒng)進(jìn)行了特殊的設(shè)計(jì)，完成了系統(tǒng)存儲(chǔ)設(shè)備的初始化、RAM變量、中斷總線等系統(tǒng)操作，最后下發(fā)指令進(jìn)入用于調(diào)度的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。

結(jié)語

將嵌入式軟件設(shè)計(jì)引入計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)，是以計(jì)算機(jī)軟件的軟件數(shù)據(jù)處理和硬件驅(qū)動(dòng)為前提，進(jìn)行計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的多任務(wù)劃分、存儲(chǔ)設(shè)備的管理和配置等。嵌入式軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā)應(yīng)遵循科學(xué)的流程進(jìn)行結(jié)構(gòu)和流程設(shè)計(jì)，通過硬件結(jié)構(gòu)分析和直接需求完成編碼、測試和優(yōu)化工作，提高計(jì)算機(jī)軟件的可靠性和安全性。

參考文獻(xiàn)

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