嵌入式實時軟件在計算機軟件設(shè)計中的運用研究

史梁+蔡豪

摘 要：當前，嵌入式實時軟件在計算機軟件設(shè)計中的應(yīng)用已經(jīng)成為計算機領(lǐng)域重點關(guān)注的話題。嵌入式實時軟件的應(yīng)用提高了計算機的工作效率，給企業(yè)帶來了更大的效益，是未來軟件設(shè)計的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：嵌入式實時軟件；計算機；軟件設(shè)計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.114

隨著科學技術(shù)在計算機軟件設(shè)計中的應(yīng)用逐漸普及，使得計算機軟件設(shè)計更加地簡單化，設(shè)計質(zhì)量也大大提高。在計算機軟件設(shè)計中，憑借著專業(yè)性和實時處理的特點，嵌入式實時軟件具有很高的應(yīng)用價值和遠大前景，現(xiàn)就嵌入式實時軟件在計算機軟件設(shè)計中的原理、應(yīng)用措施和前景進行探討。

1 嵌入式實時軟件的原理和概述

在動態(tài)分配、緩存機制、預測指令執(zhí)行等計算機軟件設(shè)計中，應(yīng)用嵌入式實時軟件，能夠增強軟件的實時處理功能，提高軟件設(shè)計的質(zhì)量，并減少軟件產(chǎn)品的缺陷。嵌入式實時軟件設(shè)計中能夠通過融入實時處理技術(shù)而建立CORBA模型，并且還能夠在遠過程調(diào)用中提供更多的設(shè)計服務(wù)[1]。比如在實時CORBA擴展計算機軟件的設(shè)計過程中，通過該軟件的有效支持改革設(shè)計模式與計算模式，以提升設(shè)計軟件的實用性、獨立性和安全性。嵌入式實時軟件可以在設(shè)計的過程中對處理器的結(jié)構(gòu)進行擴展，降低功能耗費，和普通的系統(tǒng)相比，嵌入式軟件系統(tǒng)呈現(xiàn)著很大的優(yōu)勢。

2 嵌入式實時軟件在計算機軟件中的開發(fā)和設(shè)計

嵌入式實時軟件在計算機軟件設(shè)計中發(fā)揮著重要的作用，顯現(xiàn)出諸多優(yōu)點。要提高嵌入式實時軟件的使用質(zhì)量，可采取下列的措施：第一，將嵌入式實時軟件的實時處理技術(shù)融合進嵌入式實時軟件面向?qū)ο蟮脑O(shè)計過程中，使得實時CORBA和相關(guān)模型的效果得以實現(xiàn)，并且還能夠在以遠過程調(diào)用為前提下提供多種服務(wù)，從而讓實時CORBA擴展計算機軟件的作用發(fā)揮出來，并且在實時機制提供的幫助下處理事件。第二，從實踐角度來看，嵌入式實時軟件在進行設(shè)計時，依賴于具有支持并發(fā)特點的計算模式，而且系統(tǒng)軟硬件之間緊密結(jié)合。將嵌入式實時軟件應(yīng)用于計算機軟件面向組件開發(fā)過程中，其中組件主要是具備給外界提供服務(wù)的功能，且組件不會重復使用還具有很強的獨立性。在開發(fā)嵌入式實時軟件過程中，采用事件驅(qū)動的方式來使驅(qū)動中斷，以滿足并提升嵌入式系統(tǒng)的實時性和性能要求。嵌入式實時軟件的在計算機軟件的設(shè)計過程中一定要盡量減少設(shè)計誤差和失誤，比如在設(shè)計計算機結(jié)構(gòu)時，設(shè)計人員要盡量不要使軟件和硬件結(jié)構(gòu)脫離，這樣就能夠避免了傳統(tǒng)計算機軟件設(shè)計過程中過度依賴硬件的問題，還能夠使計算機軟件系統(tǒng)的實時性增強，保證其可靠性。另外，嵌入式實時軟件可以對軟件數(shù)據(jù)的初始化以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的格式化得以改良，在整個設(shè)計過程中，設(shè)計人員不需直接對硬件設(shè)備與資源進行操作，從而有效地實現(xiàn)計算機軟件設(shè)計功能。

3 嵌入式實時軟件的具體應(yīng)用

嵌入式實時軟件是在構(gòu)件軟件的基礎(chǔ)上來進行設(shè)計的，因為使用的構(gòu)件軟件具有較強的技術(shù)性，因此在嵌入式設(shè)計的過程中較為簡單，也能更好地保證設(shè)計的質(zhì)量。如現(xiàn)在比較常見的嵌入式實時軟件有建筑的門禁系統(tǒng)和車輛通行管理系統(tǒng)，就是應(yīng)用了嵌入式設(shè)計。嵌入式實時系統(tǒng)可以自動識別車輛卡，并自動讀取車輛信息，再將車輛信息向門禁系統(tǒng)的控制管理系統(tǒng)中傳達，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代化自動化和智能化的設(shè)計理念。

（1）應(yīng)用軟件是實現(xiàn)系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)。在計算機操作系統(tǒng)中，嵌入式RTOS微內(nèi)核具備資源管理、任務(wù)管理、任務(wù)控制、任務(wù)間通信、任務(wù)互斥與同步等多種功能。作為開發(fā)計算機軟件應(yīng)用程序的基礎(chǔ)平臺，嵌入式RTOS微內(nèi)核能夠幫助計算機軟件系統(tǒng)進行任務(wù)劃分，使軟件設(shè)計的復雜性降低，對嵌入式RTOS模型進行優(yōu)化，保證系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運行。在進行任務(wù)劃分并執(zhí)行計算機軟件系統(tǒng)的任務(wù)時，需要對應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換進行深入的分析，將數(shù)據(jù)執(zhí)行順序以及數(shù)據(jù)并行轉(zhuǎn)換確定好之后，對一個或N個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換進行任務(wù)劃分，使其成為一個任務(wù)。（2）在計算機軟件設(shè)計中，嵌入式實時軟件能夠?qū)崿F(xiàn)任務(wù)調(diào)度，具有實時性的特點，其系統(tǒng)的實時性主要體現(xiàn)為硬實時性，也就是保證完成系統(tǒng)任務(wù)的時間不能超過一定的時間，還有一個就是軟實時性，也就是如果不能在原先計劃的時間內(nèi)完成系統(tǒng)任務(wù)，則可以適當延遲一段時間。在計算機軟件系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度中，應(yīng)該遵循優(yōu)先級的原則。如果某一優(yōu)先級的軟件系統(tǒng)有幾個任務(wù)同時要進行，微內(nèi)核會按照任務(wù)的緊急程序，對比較緊急的任務(wù)自動增加優(yōu)先級級數(shù)，然后重新根據(jù)優(yōu)先級級數(shù)對多個任務(wù)進行排列，這樣就能夠使系統(tǒng)關(guān)鍵任務(wù)的響應(yīng)時間有效縮短，提高效率。（3）嵌入式實時軟件能夠?qū)崿F(xiàn)任務(wù)和時鐘間通信，具體來說，也就是嵌入式實時軟件可以給計算機軟件系統(tǒng)提供時鐘服務(wù)，按照計算機系統(tǒng)的任務(wù)設(shè)計不同的時鐘，在某一個任務(wù)要執(zhí)行時設(shè)置定期控制，這樣就能夠使任務(wù)在相應(yīng)的時間內(nèi)執(zhí)行。嵌入式實時軟件系統(tǒng)能夠通過信號、信號量、隊列等機制建立軟件資源和系統(tǒng)任務(wù)之間的同步與通信。

4 嵌入式實時軟件的前景展望

嵌入式實時軟件在計算機軟件的開發(fā)過程中，以其高效性和便利性在計算機軟件設(shè)計中的應(yīng)用得到了很大的普及，前景很寬廣。與此同時，在計算機軟件設(shè)計過程中，嵌入式實時軟件靈活性、可操作性較強，并且容易控制，具有很強的現(xiàn)實軟件設(shè)計的環(huán)境交互能力，在實時操作以及多任務(wù)操作中體現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢。除此之外，嵌入式實時軟件在計算機系統(tǒng)設(shè)計的過程中，可以在軟件系統(tǒng)應(yīng)用層次化模塊結(jié)構(gòu)，將嵌入式實時操作系統(tǒng)和計算機應(yīng)用程序充分結(jié)合，利用軟件幫助來執(zhí)行各種任務(wù)。所以嵌入式實時軟件在計算機軟件設(shè)計中應(yīng)用價值很高。但是因為嵌入式實時軟件對于硬件平臺依賴性較強，因此需要維護，提高嵌入式實時軟件在計算機軟件設(shè)計中的質(zhì)量。軟件設(shè)計者合理地規(guī)劃，針對軟件和硬件的關(guān)系進行設(shè)計，并做好軟件測試工作，加強系統(tǒng)的

5 結(jié)語

隨著計算機通信技術(shù)的普及，嵌入式系統(tǒng)也呈現(xiàn)著飛速發(fā)展的趨勢，在計算機軟件設(shè)計中凸顯著重要的作用。本文詳細闡述了嵌入式實時軟件在計算機領(lǐng)域中的開發(fā)和具體應(yīng)用，其中顯示了嵌入式軟件的諸多優(yōu)勢，如任務(wù)劃分、資源分配等，可見嵌入式實時軟件在計算機軟件設(shè)計中具有廣闊的發(fā)展前景，在未來，將會完全滲透到我們生活中的方方面面。

參考文獻：

[1]張嵐.嵌入式實時軟件在計算機軟件設(shè)計中的應(yīng)用[J].計算機光盤軟件與應(yīng)用，2015（01）：71，73.