嵌入式實時軟件在計算機軟件設計中的應用探討

肖殿華

（安徽省阜陽市地方稅務局電子稅務管理中心，安徽 阜陽 236009）

嵌入式實時軟件在計算機軟件設計中的應用探討

肖殿華

（安徽省阜陽市地方稅務局電子稅務管理中心，安徽 阜陽 236009）

近年來，在我國科學技術不斷發展的推動下，計算機在人們生活和工作中的應用已經非常普遍，成為了一種重要的工具。在實際的計算機軟件設計環節中，科學使用嵌入式的實時軟件，切實處理計算機軟件的故障，使整個計算機軟件的設計更加簡單，簡化了設計流程，有效對系統的質量進行了強化。嵌入式實時軟件在計算機軟件設計中的應用表現出很大的優勢。

嵌入式實時軟件；計算機；軟件設計

1 引言

我國已經進入了信息化時代，計算機已經成為了生活和工作中非常重要的部分，為了滿足現階段人們生活和工作的需求，計算機的水平也在不斷提升，在很多領域中，計算機軟件都得到了廣泛的運用。把嵌入式實時軟件運用到計算機軟件的設計環節中，能夠幫助計算機軟件的設計過程更加簡單快捷，同時還能不斷優化計算機的軟件系統，提高計算機軟件的品質和使用性能。

2 嵌入式實時軟件的特點和應用原理

2.1 嵌入式實時軟件的特點

嵌入式實時軟件作為一種在計算機基礎上設計的應用型計算機系統，可以剪裁軟件和硬件，但是對系統的功能、功耗和可靠性也提出了更嚴格的要求。嵌入式實時軟件是一種操作非常簡單、穩定性好的計算機系統，加上其價格比較合理，因此受到了人們的青睞。在計算機軟件中應用嵌入式實時軟件，可以有效地對各種指令的執行進行預測，同時實現指令的動態分配和緩存，實現了計算機軟件的實時處理，整個系統的性能也得到了優化。將嵌入式實時軟件應用到計算機系統中，主要包括硬件應用、軟件應用，計算機軟件的運用是在控制應用程序的基礎上，計算機相關的操作系統促進控制程序軟件編寫的實現，以此達到硬件、軟件之間的交互。針對嵌入式實時軟件而言，其嵌入式微處理器作為整個軟件的設計核心，可以完成軟件系統的多項任務，并且處理的效率非常快。嵌入式實時軟件系統是一種模塊化的結構，可以實現對軟件系統的故障檢測和修復。

2.2 嵌入式實時軟件的應用原理

如今，我國計算機技術得到了進一步的發展，計算機在人們的生活和工作中應用非常普遍，在各行各業，計算機軟件都得到了廣泛的應用。由于每一個行業都在不斷進步，行業在不斷發展的過程中，對計算機軟件的性能和功能的要求也越來越高。嵌入式實時軟件于計算機軟件設計中的主要應用是將計算機科學技術、實時處理技術有機地結合在一起，構建一個實時的CORBA模型，將嵌入式實時軟件應用到計算機軟件設計中，能夠在計算機軟件系統的遠程調用中開展相應的設計服務活動，尤其是在對模型軟件的設計過程中，能夠為計算機軟件系統的設計給予相應的支撐支持，幫助計算機軟件的設計實現優化之余，也將計算機軟件設計的獨立性、安全性進行提升[1]。

3 計算機軟件設計中嵌入式實時軟件的開發和設計

將嵌入式實時軟件應用于計算機軟件設計的環節中，促進使計算機軟件的開發過程更加簡單，同時還能夠有效地提高計算機軟件的設計效率。嵌入式實時軟件的開發設計過程與計算機軟件的設計不同，其并不需要在特定的開發環境中進行，一般利用交叉開發的手段進行。一般情況下，嵌入式實時軟件的開發程序較為簡單，而軟件開發是建立在計算機軟件需求的基礎之上，因此實際開發之前應該先詳細分析計算機軟件的需求，按照實際的需求進行開發，設計軟件系

統，同時編寫運用程序的代碼。最后是軟件測試，通過軟件測試檢測嵌入式軟件系統的功能，根據測試的結果不斷完善計算機軟件設計。鑒于此，嵌入式實時軟件開發的簡單性，給計算機穩定性的提高提供了保障。嵌入式實時軟件的設計過程雖然比較簡單，但是在實際的設計過程中也應該注意軟件數據的格式化和初始化等工作。因此，在實際的設計開發過程中，設計人員應該熟悉掌握各種關于嵌入式實時軟件的相關知識，提高軟件設計的有效性和準確性，避免硬件和軟件之間脫離，這樣才能真正使計算機軟件的操作性能得到有效的提高[2]。

4 嵌入式實時軟件在計算機軟件設計中的應用

4.1 對任務進行劃分

嵌入式實時軟件的最高層是應用軟件，整個系統的功能也是靠應用軟件來實現的。在計算機操作系統中，嵌入式ROTS微內核是計算機軟件中應用程序的基礎開發平臺，在整個計算機系統中具有非常重要的作用。應用嵌入式實時軟件進行計算機軟件的設計，第一個工作就是要采用嵌入式實時軟件來對劃分計算機系統，將一個大任務劃分成若干個獨立的小任務，然后逐步實現一個個小任務，最終實現計算機軟件的設計。通過將計算機軟件設計劃分成多個小任務，可以使整個軟件設計的流程得到簡化，同時還能夠實現ROTS模型的優化完善，使整個系統的運行更加協調。充分利用嵌入式實時軟件對計算機軟件設計進行任務的劃分，首先應該將計算機軟件的應用程序的數據進行轉換，將其轉化成具體的計算和分析，得到分析結果，根據分析的結果決定數據執行的前后順序，然后通過應用系統數據通信的異步關系將各個數據分別轉化為不同的任務，然后執行任務。但是在這個過程中，應該要考慮系統內部的功能，根據不同任務之間的相互聯系和系統完成各項功能的時間來劃分任務。

4.2 布局存儲映像，組織任務

將計算機軟件設計轉化為若干個小任務之后，接下來就是布局存儲映像，組織任務。組織任務時，應該考慮使用哪種方式組織任務，在選擇任務組織方式的時候主要是由數據的轉換關系和不同任務之間的邏輯關系來決定的，對任務的管理和組織都可以采用嵌入式操作系統來完成。在嵌入式實時軟件中，操作系統并不是完善的，因此應該將操作系統和應用程序保存或者駐留在FLASH或者ROM中。在后續的操作過程中，為了保證操作系統能夠穩定地運行，必須要合理安排任務組織，同時局部好計算機軟件系統。在布局計算機軟件系統時，可以運用系統的存儲映像進行布局，同時應該重點考慮物理零地址調取的存儲器。嵌入式運用系統一般是從ROM開始啟動，整個過程更加簡單和快速[3]。

4.3 任務調度

組織任務之后就是任務調度。將嵌入式實時軟件應用到計算機的軟件設計過程中，通過嵌入式實時軟件來實現整個計算機系統的實時性是最關鍵也是最重要的一項工作。對于計算機系統的實時性可以從來兩個方面來進行理解，也就是硬實時性和軟實時性。硬實時性的實現就是指要求計算機系統應該在一定規定的范圍內完成任務，如果沒有完成就會造成不良的后果。而軟實時性的要求比較柔和，雖然和硬實時性一定要求系統應該在規定的時間內完成各種任務，但是可以出現一定程度的延遲[4]。在調度計算機軟件系統的任務過程中，可以采用可搶占的優先級調度方式。通過這種方式進行調度，會優先處理和完成比較緊急的任務，對系統任務進行優先等級的劃分，然后嚴格按照優先等級處理各種任務。如果有一個優先級需要完成非常多的任務，微內核不可能同時處理這些任務，因此需要將這些任務按照緊急程度進行排序，然后按順序完成。

4.4 任務和時鐘間通信

設計計算機軟件的過程中，應該考慮到提供時鐘服務。嵌入式實時軟件它也存在著時鐘，一般用“lick”來進行標記[5]。將嵌入式實時軟件應用到計算機軟件設計過程中，也可以對時間服務進行設計，這樣才能保證每一個人都能夠具有自己的時鐘，可以實現在規定的時間內完成各種不同的執行任務。不僅如此，嵌入式實時軟件的操作系統一般還具有信號、信號量、郵箱和隊列等機制，這些機制的存在也保證了軟件和系統之間可以實現通信。

4.5 系統初始化

在嵌入式實時軟件應用的過程中，還需要進行系統初始化。在嵌入式操作系統中，在地層硬件和微內殼之間，存在著一個硬件抽象層，這個硬件抽象層在整個系統中發揮著非常重要的作用，具有編寫初始化代碼和負責實現對系統的引導的作用，最終實現系統的初始化。但是嵌入式實時軟件和計算機軟件系統也存在著不一樣的地方，計算機軟件系統具有BIOS，但是嵌入式軟件實時系統不具有BIOS[6]。所以，在采用嵌入式實時軟件來實現計算機軟件的設計時，應該另外設計一個方案來實現整個系統的引導，并編寫初始化代碼，需要進行多步驟的對固定指令的序列執行，最后才能通過指令的設置或者轉移對嵌入式軟件系統進行加載，使其進入到系統的任務調度中。

5 結語

在計算機軟件的設計過程中應用嵌入式實時軟件，簡化了設計流程，使整個系統設計更加靈活。在設計計算機軟件的實際過程中，首先應該將嵌入式實時軟件對計算機軟件設

計的任務進行劃分，然后布局存儲映像，組織任務，進行任務調度，實現任務和時鐘間通信，最后進行系統初始化，完成系統設計。

[1]張琳，劉燕云．嵌入式實時軟件在計算機軟件設計中的應用探討[J]．中國電子商情：科技創新，2014，32(12)：19-20．

[2]翟愛章．計算機軟件設計中嵌入式實時軟件的應用設計[J]．電子技術與軟件工程，2014，17(21)：91-92．

[3]李紅蘭．計算機軟件設計中嵌入式實時軟件應用[J]．電子技術與軟件工程，2014，32(12)：93-95．

[4]姜俊穎，張良．計算機軟件設計中嵌入式實時軟件的應用分析[J].電子技術與軟件工程，2015，14(21)：87-88．

[5]宮婷．計算機軟件設計中嵌入式實時軟件的應用探究[J]．中國外資月刊，2013，11(23)：280-281．

[6]余耀．解析計算機軟件設計中嵌入式實時軟件的應用[J]．中國新技術新產品，2014，13(8)：14-15．

[7]周俊平．基于JAVA的培訓機構信息管理系統的研究[J]．電腦與電信，2015(10)：58-60．

【 Abstract】 In recent years,with the constant development of science and technology in our country,computer application in people's life and work has been so common that it becomes an important tool.In the design of computer software,scientific use of embedded real-time software and handling the failure of computer software make the computer software design simpler.It simplifies the design process,strengthens the system quality effectively.The application of embedded real-time software in computer software design shows great advantages.

TheApplication of the Embedded Real-time Software in Computer Software Design

Xiao Dianhua
（Electronic Tax Management Center,Fuyang Local Taxation Bureau,Fuyang 236009,Anhui）

embedded real-time software；computer；software design

TP311.53

A

1008-6609(2016)07-0095-03

肖殿華，男，安徽阜陽人，本科，電子信息工程師，研究方向：網絡與信息安全、稅收信息化、稅收大數據。