嵌入式軟件開發方法的應用

文/張平

1 簡述嵌入式系統

嵌入式系統是計算機領域的一個重要領域，它把計算機技術作為系統的一個重要組成部分。嵌入式系統是面向計算機的應用，是面向社會，面向計算機產品的一個系統。嵌入式系統在計算機軟件開發中占有重要的地位，它是實現計算機整個系統功能的關鍵。上個世紀90年代以來，以計算機技術、通信技術及軟件開發為核心的IT技術得到了尋夢的發展，伴隨而來的是各種嵌入式軟件在計算機系統上的廣泛應用，幾乎所有的嵌入式產品中都需要嵌入式軟件來提供靈活多樣、而且應用特制的功能。進入二十一世紀之后，嵌入式系統幾乎風靡全國，逐漸滲透進了國民的生產生活領域，進一步提高了嵌入式軟件在IT市場上的地位和影響，其技術不斷成熟被人們譽為物聯網時代下的明日之星。可以預見的是，隨著汽車、醫療、通信、家居、軍事等產業智能化水平的越來越高，嵌入式軟件的需求量將持續走高，各大行業對其的定制化水平和技術水平也有了更高的要求，隨著硬件平臺的處理能力不斷增強，硬件成本不斷下降，嵌入式軟件已經悄然成為了當前信息技術革命中的重要版圖，隨著時代的發展，嵌入式軟件市場必然繼續迎來一波又一波的競爭高潮，要繼續深耕技術研發領域，不斷創新服務內容，共創嵌入式軟件的輝煌。

2 嵌入式應用軟件與桌面計算機應用軟件比較分析

嵌入式軟件的應用就是把數學的函數應用到計算機中的數據計算和處理上來，主要的目的是讓計算機中產生數據，讓數據進行輸出，主要是通過函數對數據進行處理。嵌入式還可以應用到汽車、飛機、電視機系統中，主要的目的是滿足于現實環境中，具有實時性、延續性和交互性。

2.1 實時性

計算機中的很多系統都是通過實時性進行相應的數字轉化，然后實現其實時性來完成的，但是需要一定的時間，時間是轉化計算機實時性的關鍵。計算機具有的實時性對時間的要求非常嚴格，能夠在關鍵時期處理相應的時間，并且在限定的時間內進行系統的處理，從而使計算機系統能夠進行有效的預測。現代的計算機處理器在進行事件處理的時候必須按照一定的指令來完成的，軟件開發人員必須用新理論和技術，運用新方法對嵌入式應用軟件的設計，這樣嵌入式軟件才能滿足廣大客戶的需求。

2.2 并發性

嵌入式計算機系統進行處理事件的時候，都是通過物理的鏈接過程來完成的，一般都是通過傳感器的信號或者是多個網絡來進行嵌入式技術的應用。這些計算機嵌入式技術的應用能夠很好的滿足廣大消費者的同步管理需求，但是對于同步的系統管理，桌面的應用軟件比較小，不能在同步問題上進行提升，不能滿足廣大消費者的需求，這個時候桌面的應用軟件就必須和嵌入式系統進行同步，通過同步相應語言，實現應用系統的安全性和時效性。

2.3 活躍性

嵌入式系統的另一個特點就是具有活躍性。嵌入式系統的主要作用是讓計算機系統保持相應的活躍狀態，防止計算機的待機或者是結束狀態的出現。嵌入式計算機系統主要是防止計算機出現“死鎖”的局面發生。

2.4 差異

計算機桌面系統和嵌入式技術的主要差異是從起實時性、交互性和交互式方面來進行對比的，他們之間存在本質區別就是嵌入式能夠滿足廣大消費者的需求，能夠和計算機的應用環境和計算機存在的硬件設備相結合。但是計算機應用軟件基本上都可以做到與設備和平臺的無關性。

3 嵌入式計算機應用系統的分析設計方法研究

3.1 嵌入式應用系統中任務的劃分方法

在進行使用嵌入式開發系統時，必須把其分為不同的任務，讓嵌入式能夠根據任務進行準確運行。其實嵌入式任務實際就是一個細微的代碼運行，是一個代碼的映像，很細微，是個最小的運行單位，能夠獨立完成任務，主要的目的是讓CPU輪流為任務提供好的服務，更好的滿足任務的時限需求。達到系統協調性，能夠讓系統準確完成劃分的多個任務，必須把任務進行分解，讓任務能夠通過多個渠道完成，減少系統的吞吐量，讓系統的完成效率更高，執行任務更快。

3.2 什么是有限狀態機

一般計算機中的嵌入式系統大多數和一些分析機有關，它們的關系是密切的，嵌入式系統必須采用有限狀態機對理解、分析和設計系統有幫助。有限狀態機一般都是由有限個狀態和相互之間的轉移構成，一般讓計算機整個系統處在一個特定的狀態，當接收到一個輸入間的時候，狀態機就會產生一個輸出，同時伴隨著狀態的轉移。系統的狀態概括了對過去輸入處理狀況的全部信息，系統只需要根據當前所處的狀態和面臨的輸入就可以決定系統的行為。每當系統處理了當前的輸入后，系統的內部狀態也將發生變化。

4 關于組件嵌入式軟件開發中存在的問題及對策

根據嵌入式軟件的特征，使用組件技術能較好地設計復雜的嵌入式軟件，組件可以重復使用，幾個組件組合可以產生一個新組件，產生新組件還可以用在同其他組件進行組合，這樣的話可以充分發揮出組件復用性，進而提高嵌入式軟件開發的周期，然而，有些事因為沒考慮到非功能性的要求，并且應用領域也有所限制，其局限性非常大。在研究中發現，對軟件非功能性要求的實現，常常需要操作系統的支持，要是將在操作系統里面實施過的并發管理措施與與其他一些相關操作使用組件來封裝，其組件規模就會大大擴大，但是這些管理措施的實施常常與系統硬件設施的聯系非常緊密，這樣的話就與組件復用性與平臺的無關性沒太大關系，進而嚴重影響到把組件技術用在嵌入式軟件開發研究的過程中，所以，嵌入式軟件在開發研究的過程中，我們一定要重視嵌入式軟件的操作系統，然而，有時候由于應用環境和硬件設備的限制，不能為系統安裝操作系統，這時對軟件非功能性要求的實現就要借助于系統的硬件設備，例如：實時處理。

5 結束語

總而言之，嵌入式應用軟件具有應用領域廣，與現實環境交互強，靈活小巧等優點，具有巨大的發展潛力，受到了越來越的關注和研究.也正因為它的這些優點，使它與應用和硬件設備緊密相關，這與目前的成熟的軟件復用思想相矛盾，而基于組件的嵌入式應用軟件開發方法為較好的解決了之一問題提供研究的方向。

參考文獻

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