計(jì)算機(jī)的嵌入式實(shí)時(shí)軟件開(kāi)發(fā)

馬 驥

(巴中職業(yè)技術(shù)學(xué)院,四川 巴中 636000)

0 引言

嵌入式實(shí)時(shí)軟件的合理應(yīng)用在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)流程的實(shí)踐應(yīng)用中具有諸多優(yōu)點(diǎn)。首先,可以簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)流程;其次,可以提高軟件設(shè)計(jì)效率,這些優(yōu)勢(shì)對(duì)于軟件設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)絕對(duì)是具有不可忽視的重要意義。同時(shí),嵌入式實(shí)時(shí)軟件的優(yōu)勢(shì)特征,將直接促進(jìn)軟件設(shè)計(jì)質(zhì)量的全面提升。

本文主要研究了嵌入式實(shí)時(shí)軟件在計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用,分析了嵌入式軟件的應(yīng)用價(jià)值,探究了計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)如何應(yīng)用嵌入式軟件。

1 嵌入式軟件在計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用分析

嵌入式軟件功能以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ),嵌入在硬件中的操作系統(tǒng)或開(kāi)發(fā)工具軟件上,不僅具備超高的可靠性,還對(duì)系統(tǒng)功能成本、體積擁有較高標(biāo)準(zhǔn)需求的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)[1]。在實(shí)際生活當(dāng)中,應(yīng)用嵌入式軟件開(kāi)展計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)具有諸多發(fā)展優(yōu)勢(shì)。首先,應(yīng)用嵌入式軟件技術(shù)在技術(shù)方面不僅可以滿(mǎn)足計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)人員的設(shè)計(jì)需要,在提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的同時(shí)還彌補(bǔ)了軟件自身的不足。從嵌入式軟件的特征出發(fā)進(jìn)行細(xì)化研究可以將嵌入式軟件開(kāi)發(fā)之前的準(zhǔn)備條件分為軟件的運(yùn)行環(huán)境、自身質(zhì)量以及時(shí)間等條件進(jìn)行綜合性分析[2]。在這幾大準(zhǔn)備條件中的時(shí)間因素是嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的重要一環(huán),因?yàn)橐_保軟件任務(wù)得到合理分配的前提就是時(shí)間被利用得足夠充分,否則在具體的運(yùn)行過(guò)程中,一旦產(chǎn)生任何質(zhì)量問(wèn)題,都將對(duì)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的操作帶來(lái)極大的不良影響。通常來(lái)講,整體軟件開(kāi)發(fā)的重要條件是嵌入式軟件的運(yùn)行環(huán)境,只有運(yùn)行環(huán)境具備安全、便捷等特征,才能保證嵌入式軟件運(yùn)行的高效率,也只有軟件自身的質(zhì)量可靠性得到強(qiáng)化,才能將在運(yùn)行過(guò)程中電腦所出現(xiàn)的故障率降到最低。此外,從組成部分來(lái)看,一般可以將嵌入式軟件分為驅(qū)動(dòng)、硬件、應(yīng)用、操作層等四個(gè)部分,這也是嵌入式軟件能夠得以順利開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。在計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)時(shí),需要參照開(kāi)發(fā)目的現(xiàn)狀,使嵌入式軟件開(kāi)發(fā)做出某種合理性選擇。

在計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)中,從嵌入式軟件對(duì)其重要性的角度來(lái)看,不僅應(yīng)遵循計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)理念來(lái)進(jìn)行嵌入式軟件選擇,還要保證各個(gè)方面的實(shí)際需求,如時(shí)間、資金、技術(shù)等。通過(guò)嵌入式軟件開(kāi)發(fā)中的管理功能,軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)者可以滿(mǎn)足電腦對(duì)于軟件和硬件等在設(shè)計(jì)方面的需求。當(dāng)采用嵌入式軟件的方式進(jìn)行計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)時(shí),可以使計(jì)算機(jī)軟件與硬件之間達(dá)到高效配合的效果,提高軟件應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的便捷性。同時(shí),對(duì)軟件運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性起到積極的提升作用,使用戶(hù)在使用過(guò)程中獲得更多的新鮮感和滿(mǎn)意感。

2 嵌入式軟件在計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用原理

嵌入式軟件分析是處理外部事件,然后在抽象的應(yīng)用過(guò)程中,通過(guò)利用多個(gè)單任務(wù)的融合,實(shí)現(xiàn)對(duì)某一事件的模塊化管理目標(biāo)。嵌入式實(shí)時(shí)軟件是參照主邏輯的調(diào)試來(lái)實(shí)現(xiàn)整體調(diào)度的精準(zhǔn)完成,通信變量之中,實(shí)時(shí)調(diào)用模塊,可以在確保單任務(wù)執(zhí)行的情況下,以軟件的框架為依據(jù),實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言支持的運(yùn)行目標(biāo)。框架方式的采用,可以在系統(tǒng)運(yùn)行資源被占用最少的情況下,減輕對(duì)OS 支持的依賴(lài),從而促進(jìn)操作效率的全面提升以及結(jié)構(gòu)的普遍強(qiáng)化[3]。

與計(jì)算機(jī)軟件相比,嵌入式軟件應(yīng)用于計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)中,二者存在一定的運(yùn)行原理上的差別。其中,最重要的就是在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)中,嵌入式軟件的有效應(yīng)用可以對(duì)動(dòng)態(tài)分配、指令預(yù)測(cè)、緩存機(jī)制等方面發(fā)揮積極的促進(jìn)作用。當(dāng)原有計(jì)算機(jī)軟件操作被改變時(shí),軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的安全性與穩(wěn)定性也會(huì)隨之增強(qiáng)。雖然嵌入式軟件與計(jì)算機(jī)軟件在與普通系統(tǒng)進(jìn)行比較時(shí)會(huì)存在較大的差異,但二者在設(shè)計(jì)過(guò)程中卻都需要對(duì)軟件及硬件設(shè)施進(jìn)行考量。其中,對(duì)于操作系統(tǒng)編程以及應(yīng)用程序是軟件方面,而對(duì)于儲(chǔ)存微處理器、端口來(lái)說(shuō)就是硬件方面。計(jì)算機(jī)軟件在設(shè)計(jì)中,整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作需要依靠計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序來(lái)控制,應(yīng)用程序的硬件需要由操作系統(tǒng)進(jìn)行編程控制,最終使計(jì)算機(jī)硬件可以完成交互性的作用。同時(shí),嵌入式微處理器是整個(gè)軟件的設(shè)計(jì)關(guān)鍵。很多設(shè)計(jì)人員在運(yùn)用處理器開(kāi)發(fā)軟件時(shí),大多采用的都是統(tǒng)一的型號(hào)和功率。對(duì)于計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō),處理器型號(hào)的選擇是該軟件設(shè)計(jì)的重點(diǎn),處理器質(zhì)量對(duì)軟件在計(jì)算機(jī)中的最終安全性與通用性來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。

3 計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)中嵌入式軟件的應(yīng)用過(guò)程

計(jì)算機(jī)軟件在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,嵌入式軟件的合理應(yīng)用對(duì)軟件設(shè)計(jì)效率的提升具有顯著作用,不僅使計(jì)算機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)流程得到簡(jiǎn)化,還無(wú)須專(zhuān)用的開(kāi)發(fā)環(huán)境。但嵌入式軟件開(kāi)發(fā)需要計(jì)算機(jī)軟件具備交叉開(kāi)發(fā)的能力。相比較而言,計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)過(guò)程要比嵌入式軟件簡(jiǎn)單一些。其具體的流程需對(duì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)要求進(jìn)行綜合性分析,可以將軟件的設(shè)計(jì)需要進(jìn)行結(jié)合,進(jìn)而對(duì)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和程序代碼編寫(xiě)[4]。相較之下,嵌入式軟件在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中比較簡(jiǎn)單,可以為計(jì)算機(jī)軟件的運(yùn)行創(chuàng)造安全的保障。但對(duì)于軟件格式化、數(shù)據(jù)初始化等功能的考慮還需要在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中予以加強(qiáng),為計(jì)算機(jī)軟件穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

總體來(lái)說(shuō),在計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)中應(yīng)用嵌入式實(shí)時(shí)軟件,可以極大地提高工作人員的操作熟練程度。同時(shí),預(yù)防作用也是嵌入式軟件在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中的重要功能,很多人在使用計(jì)算機(jī)過(guò)程中都曾遇到因各種原因未來(lái)得及保存文件、數(shù)據(jù)等內(nèi)容的情況,造成數(shù)據(jù)丟失。因此降低計(jì)算機(jī)對(duì)于硬件設(shè)備的依賴(lài)性具有非常重要的意義的,嵌入式實(shí)時(shí)軟件可以降低軟件使用對(duì)硬件的依賴(lài)性。在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中發(fā)生人員脫離硬件設(shè)備的情況,會(huì)使軟件在設(shè)計(jì)中喪失對(duì)硬件的依賴(lài)性。

4 嵌入式軟件在計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)中的運(yùn)用

嵌入式實(shí)時(shí)軟件的合理應(yīng)用可以使得計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)的科學(xué)化水平和操作能力得到極大提高。就計(jì)算機(jī)軟件任務(wù)劃分來(lái)說(shuō),在計(jì)算機(jī)軟件程序開(kāi)發(fā)過(guò)程中,其重要的基礎(chǔ)平臺(tái)是嵌入式ROTss 微內(nèi)核,可以確保計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn),與嵌入式微內(nèi)核相比,并不存在任何的直接關(guān)聯(lián)。[5]巧妙地將嵌入式實(shí)時(shí)團(tuán)建應(yīng)用于計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)當(dāng)中,首先要使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)任務(wù)變得簡(jiǎn)單化,且在之后的設(shè)計(jì)過(guò)程中要及時(shí)地修正系統(tǒng)參數(shù),以及對(duì)微內(nèi)核的模型進(jìn)行優(yōu)化處理,從而奠定計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件運(yùn)行任務(wù)在劃分的過(guò)程中,需要借助嵌入式軟件來(lái)完成。首先,針對(duì)軟件程序數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換分析,得出計(jì)算結(jié)果,從而使執(zhí)行過(guò)程中的信息有效性得到進(jìn)一步確認(rèn)。其次,可以應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信關(guān)系作為參考依據(jù),將不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行并行轉(zhuǎn)化,從而獲取到單獨(dú)任務(wù)后,再進(jìn)行有效劃分。結(jié)合數(shù)據(jù)的異步關(guān)系,為了方便使用,主要存在兩點(diǎn):一是系統(tǒng)內(nèi)部需要參照時(shí)間任務(wù)之間的關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)任務(wù)劃分的有效性。二是在現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)應(yīng)用過(guò)程中,應(yīng)該結(jié)合系統(tǒng)功能所對(duì)應(yīng)的控制設(shè)備,由應(yīng)用程序進(jìn)行輪巡。為了保證設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行,可以采用中斷驅(qū)動(dòng)的方式來(lái)進(jìn)行輪巡。

可以說(shuō),嵌入式軟件是將軟件嵌入到硬件之中的開(kāi)發(fā)工具,其主要設(shè)計(jì)都是圍繞計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的使用而開(kāi)展的。嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)為控制輔助設(shè)備,為了執(zhí)行特定任務(wù),采取軟件與硬件的協(xié)同合作法是最普遍的方法。就實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō),嵌入式軟件可以劃分為處理技術(shù)和變成應(yīng)用CORBA 模型。在研發(fā)設(shè)計(jì)嵌入式軟件過(guò)程中,一般會(huì)劃分出軟件系統(tǒng)性,從而在編程中對(duì)結(jié)構(gòu)任務(wù)加以明確。在設(shè)計(jì)中,可以運(yùn)用指令執(zhí)行好有限安排的部分程序,同時(shí)利用嵌入式軟件保證系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。[6]嵌入式軟件開(kāi)發(fā)還具有交叉調(diào)試特征,軟件開(kāi)發(fā)人員可以利用優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)來(lái)解決調(diào)試問(wèn)題,從而為計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)創(chuàng)造良好的外部環(huán)境。同時(shí),嵌入式軟件還具有高效能特點(diǎn),如遇突然停電,計(jì)算機(jī)軟件數(shù)據(jù)也不會(huì)輕易丟失。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之,合理應(yīng)用計(jì)算機(jī)嵌入式實(shí)時(shí)軟件對(duì)計(jì)算機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)具有不可忽視的重大意義,其優(yōu)勢(shì)不僅能夠讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更具靈活性,還能夠簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程,這種計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)手段值得被推廣和借鑒。