淺談嵌入式實時軟件的任務構造

摘 要:本文主要介紹了嵌入式實時軟件的任務構造不同于之前的要用數據流圖來先去描述一項任務，而是直接基于模型去直接設計，這樣就體現了模型的重要性，必須要保持樣數據的時效性和一致性，進而確保數據不會在過程中發生變化，從而影響數據的使用。

關鍵詞:嵌入式實時軟件;模型;一致性

中圖分類號:TP316.2 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2012) 12-0119-01

一、什么是嵌入式實時軟件

所謂的謂嵌入式實時軟件指的是區別于之前的在執行一項任務時必須要用一個獨立的數據流程圖去描述，也就是我們經常說的一個獨立的數據模型，嵌入式實時軟件是并不需要列出單獨的數據模型，是操作系統和應用程序這兩個軟件相互合作的一體程式。

二、嵌入式實時軟件的任務構造的必要條件

操作系統和應用程序界限劃分不是特別清楚的體現在嵌入式實時系統。具體的原因是，在不一樣的應用系統中，我們所要求的配置有這較大的差異，也就決定了操作系統差異很大， 同時在輸入/輸出操作上也沒有一個既定的標準，通常使用的就是有應用程序說提供的驅動軟件。這時候我們就要求將之前所有的系統和程序鏈接裝配成統一的運行軟件系統。也就是說嵌入式實時軟件的開發必須綜合考慮系統的總設計目標。

三、嵌入式實時軟件的任務構造模型

我們將通過圖1來看一下嵌入式實時軟件任務構造的模型，嵌入式實時軟件業叫做ERS，它的一個突出的特點就是一定要在執行任務的規定時間內去完成相應的控制功能;在這里一個主要軟件結構體系我們可以把它的看作是一個并發事務的集合，然后組件再去將數據流完成端到端的轉換。在這個環境中，組成這個組件的4個部分，分別是被控制對象，控制部件，傳感部件和嵌入式實時軟件。在這里傳感部件作為一個單獨的任務被執行，這里我們可以把這個任務可看作由外部事件(如控制部件產生的任務)或由其它的傳感部件從被控制對象中來獲得所要監測的一些事物，同時把之前的事物當做輸入傳送給嵌入式實時軟件，這時軟件就依據輸入來做合適的處理動作，而且把之前的結果當做控制信息去轉送給控制部件，控制部件發出控制命令以達到將控制對象控制住的目的。最后我們來看一下，4個組件部分的操作并不復雜:信號的系統輸入，被控對象的內部狀態更新，信號系統輸出，嵌入式實時軟件的任務構造模型不僅僅是一個我們常說的數據流模型，同時也是功能模型的一種。

下面我們再來看一下一個數據流模型還可用另外一種方式來表達。在這里我們可以列舉三不同的事務:A1，A2和A3。這三個事務會從外部傳感器那里將數據接收過來，再經過一系列的運算之后輸出。其中，事務A1是由B1，B2，B3，B4，B5這樣5個不同的事務去組成;事務A2又由B6，B7，B8這三個不同的事務組成;事務A3則由B9，B10這兩個不同的事務組成。我們再來看這個系統一共是4個輸入的事務分別是D1，D2，D3，D4，分別讓事務C1，C2，C3，C4去觸發。在這個數據流模型中輸入事務全部都是循環發生的事務，產生事務的周期都為500。我們所闡述的全部均以邏輯時間為時間單位。接下來我們再去看一下，在這里我們的輸入組件是讓外部的一個觸發信號去觸發的。但是作者前提是要你所提供的事務要用可以完成任務的速度執行這個組件，使數據的及時性得以保證，在此時間事務的優先約束執行條件也同時要被保證，也就是并發的事務計算模型也可以算做是一個同步模型了。

四、嵌入式實時軟件的任務構造模型實時數據的時序一致性

嵌入式實時數據是一個三元組:分別可以用A、B、C來表示，在這里A表示的是實時數據的當前值;B是實時數據的時標也就是實時數據的生成時間或采樣時間;C則表示實時數據的有效期限的絕對值。由上面所給的定義我們總結，時間特點是實時數據的一個最大特點，實時數據將一個真切、及時的事務提供給了計算機以外的部分。計算機以外的事務、狀況變化時，實時數據也會發生一系列相應的改變;在實時系統中，實時數據的生成時間或采樣時間B，在這里一定與真實時間足夠地接近，也就是我們所說的當前值A。時標B在一定的時間C的范圍以以才是有效的，如果要超過C的話，就必須將數據更新直到在C的范圍內。實時系統一直都要根據數據時序一致性對這個構造模型的有效性和存在性加以控制。同時，主要限制因素——時間，時間所使用的數據必須能夠通常很近似地體現出說用到的所測試的真實情況。二我們所測試的數據都是在離散間隔的時間里進行搜集整理的，所以，其實我們采集到的數據只是會很接近時間值。但是如果時間越來越差，我們所體現出來的實際環境的實時數據值偏差會越來越大，最后到我們采集的實時數據中也就無法很準確地體現出我們所測試的計算機外部的真實情況。在這個時候數據值也就無法滿足時序的一致性條件了。

五、嵌入式實時軟件的開發環境

嵌入式實時軟件的開發的必要條件是開發平臺是獨立的。由于嵌入式實時軟件開發在開發的過程中會受到一下限制，所以經常發生在用開發專門其它軟件的平臺上進行交叉的軟件開發，下面我們就來看一下它所處的環境。在這里開發的平臺就是宿主機，應用系統稱作目標機。我們可以看出，在軟件開發上會配備完整的軟件工具來開發，同時用高級語言了開發，使軟件的可移植性提高很多。

六、結束語

本文介紹了嵌入性軟件的任務構造并闡述了其模型的建立原理及開發環境，提出實時數據滿足相對時序一致性的一些充分必要條件。在需要設計嵌入式實時軟件時，本文方法可以方便地構造任務模型，精確地計算實時調度的時序要求。

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