淺談嵌入式實(shí)時(shí)軟件的任務(wù)構(gòu)造

摘 要:本文主要介紹了嵌入式實(shí)時(shí)軟件的任務(wù)構(gòu)造不同于之前的要用數(shù)據(jù)流圖來先去描述一項(xiàng)任務(wù)，而是直接基于模型去直接設(shè)計(jì)，這樣就體現(xiàn)了模型的重要性，必須要保持樣數(shù)據(jù)的時(shí)效性和一致性，進(jìn)而確保數(shù)據(jù)不會(huì)在過程中發(fā)生變化，從而影響數(shù)據(jù)的使用。

關(guān)鍵詞:嵌入式實(shí)時(shí)軟件;模型;一致性

中圖分類號(hào):TP316.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-7712 (2012) 12-0119-01

一、什么是嵌入式實(shí)時(shí)軟件

所謂的謂嵌入式實(shí)時(shí)軟件指的是區(qū)別于之前的在執(zhí)行一項(xiàng)任務(wù)時(shí)必須要用一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)流程圖去描述，也就是我們經(jīng)常說的一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)模型，嵌入式實(shí)時(shí)軟件是并不需要列出單獨(dú)的數(shù)據(jù)模型，是操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序這兩個(gè)軟件相互合作的一體程式。

二、嵌入式實(shí)時(shí)軟件的任務(wù)構(gòu)造的必要條件

操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序界限劃分不是特別清楚的體現(xiàn)在嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)。具體的原因是，在不一樣的應(yīng)用系統(tǒng)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(tǒng)差異很大， 同時(shí)在輸入/輸出操作上也沒有一個(gè)既定的標(biāo)準(zhǔn)，通常使用的就是有應(yīng)用程序說提供的驅(qū)動(dòng)軟件。這時(shí)候我們就要求將之前所有的系統(tǒng)和程序鏈接裝配成統(tǒng)一的運(yùn)行軟件系統(tǒng)。也就是說嵌入式實(shí)時(shí)軟件的開發(fā)必須綜合考慮系統(tǒng)的總設(shè)計(jì)目標(biāo)。

三、嵌入式實(shí)時(shí)軟件的任務(wù)構(gòu)造模型

我們將通過圖1來看一下嵌入式實(shí)時(shí)軟件任務(wù)構(gòu)造的模型，嵌入式實(shí)時(shí)軟件業(yè)叫做ERS，它的一個(gè)突出的特點(diǎn)就是一定要在執(zhí)行任務(wù)的規(guī)定時(shí)間內(nèi)去完成相應(yīng)的控制功能;在這里一個(gè)主要軟件結(jié)構(gòu)體系我們可以把它的看作是一個(gè)并發(fā)事務(wù)的集合，然后組件再去將數(shù)據(jù)流完成端到端的轉(zhuǎn)換。在這個(gè)環(huán)境中，組成這個(gè)組件的4個(gè)部分，分別是被控制對(duì)象，控制部件，傳感部件和嵌入式實(shí)時(shí)軟件。在這里傳感部件作為一個(gè)單獨(dú)的任務(wù)被執(zhí)行，這里我們可以把這個(gè)任務(wù)可看作由外部事件(如控制部件產(chǎn)生的任務(wù))或由其它的傳感部件從被控制對(duì)象中來獲得所要監(jiān)測(cè)的一些事物，同時(shí)把之前的事物當(dāng)做輸入傳送給嵌入式實(shí)時(shí)軟件，這時(shí)軟件就依據(jù)輸入來做合適的處理動(dòng)作，而且把之前的結(jié)果當(dāng)做控制信息去轉(zhuǎn)送給控制部件，控制部件發(fā)出控制命令以達(dá)到將控制對(duì)象控制住的目的。最后我們來看一下，4個(gè)組件部分的操作并不復(fù)雜:信號(hào)的系統(tǒng)輸入，被控對(duì)象的內(nèi)部狀態(tài)更新，信號(hào)系統(tǒng)輸出，嵌入式實(shí)時(shí)軟件的任務(wù)構(gòu)造模型不僅僅是一個(gè)我們常說的數(shù)據(jù)流模型，同時(shí)也是功能模型的一種。

下面我們?cè)賮砜匆幌乱粋€(gè)數(shù)據(jù)流模型還可用另外一種方式來表達(dá)。在這里我們可以列舉三不同的事務(wù):A1，A2和A3。這三個(gè)事務(wù)會(huì)從外部傳感器那里將數(shù)據(jù)接收過來，再經(jīng)過一系列的運(yùn)算之后輸出。其中，事務(wù)A1是由B1，B2，B3，B4，B5這樣5個(gè)不同的事務(wù)去組成;事務(wù)A2又由B6，B7，B8這三個(gè)不同的事務(wù)組成;事務(wù)A3則由B9，B10這兩個(gè)不同的事務(wù)組成。我們?cè)賮砜催@個(gè)系統(tǒng)一共是4個(gè)輸入的事務(wù)分別是D1，D2，D3，D4，分別讓事務(wù)C1，C2，C3，C4去觸發(fā)。在這個(gè)數(shù)據(jù)流模型中輸入事務(wù)全部都是循環(huán)發(fā)生的事務(wù)，產(chǎn)生事務(wù)的周期都為500。我們所闡述的全部均以邏輯時(shí)間為時(shí)間單位。接下來我們?cè)偃タ匆幌拢谶@里我們的輸入組件是讓外部的一個(gè)觸發(fā)信號(hào)去觸發(fā)的。但是作者前提是要你所提供的事務(wù)要用可以完成任務(wù)的速度執(zhí)行這個(gè)組件，使數(shù)據(jù)的及時(shí)性得以保證，在此時(shí)間事務(wù)的優(yōu)先約束執(zhí)行條件也同時(shí)要被保證，也就是并發(fā)的事務(wù)計(jì)算模型也可以算做是一個(gè)同步模型了。

四、嵌入式實(shí)時(shí)軟件的任務(wù)構(gòu)造模型實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的時(shí)序一致性

嵌入式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是一個(gè)三元組:分別可以用A、B、C來表示，在這里A表示的是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的當(dāng)前值;B是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)也就是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的生成時(shí)間或采樣時(shí)間;C則表示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的有效期限的絕對(duì)值。由上面所給的定義我們總結(jié)，時(shí)間特點(diǎn)是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的一個(gè)最大特點(diǎn)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)將一個(gè)真切、及時(shí)的事務(wù)提供給了計(jì)算機(jī)以外的部分。計(jì)算機(jī)以外的事務(wù)、狀況變化時(shí)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)也會(huì)發(fā)生一系列相應(yīng)的改變;在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的生成時(shí)間或采樣時(shí)間B，在這里一定與真實(shí)時(shí)間足夠地接近，也就是我們所說的當(dāng)前值A(chǔ)。時(shí)標(biāo)B在一定的時(shí)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(shù)據(jù)更新直到在C的范圍內(nèi)。實(shí)時(shí)系統(tǒng)一直都要根據(jù)數(shù)據(jù)時(shí)序一致性對(duì)這個(gè)構(gòu)造模型的有效性和存在性加以控制。同時(shí)，主要限制因素——時(shí)間，時(shí)間所使用的數(shù)據(jù)必須能夠通常很近似地體現(xiàn)出說用到的所測(cè)試的真實(shí)情況。二我們所測(cè)試的數(shù)據(jù)都是在離散間隔的時(shí)間里進(jìn)行搜集整理的，所以，其實(shí)我們采集到的數(shù)據(jù)只是會(huì)很接近時(shí)間值。但是如果時(shí)間越來越差，我們所體現(xiàn)出來的實(shí)際環(huán)境的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)值偏差會(huì)越來越大，最后到我們采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中也就無法很準(zhǔn)確地體現(xiàn)出我們所測(cè)試的計(jì)算機(jī)外部的真實(shí)情況。在這個(gè)時(shí)候數(shù)據(jù)值也就無法滿足時(shí)序的一致性條件了。

五、嵌入式實(shí)時(shí)軟件的開發(fā)環(huán)境

嵌入式實(shí)時(shí)軟件的開發(fā)的必要條件是開發(fā)平臺(tái)是獨(dú)立的。由于嵌入式實(shí)時(shí)軟件開發(fā)在開發(fā)的過程中會(huì)受到一下限制，所以經(jīng)常發(fā)生在用開發(fā)專門其它軟件的平臺(tái)上進(jìn)行交叉的軟件開發(fā)，下面我們就來看一下它所處的環(huán)境。在這里開發(fā)的平臺(tái)就是宿主機(jī)，應(yīng)用系統(tǒng)稱作目標(biāo)機(jī)。我們可以看出，在軟件開發(fā)上會(huì)配備完整的軟件工具來開發(fā)，同時(shí)用高級(jí)語言了開發(fā)，使軟件的可移植性提高很多。

六、結(jié)束語

本文介紹了嵌入性軟件的任務(wù)構(gòu)造并闡述了其模型的建立原理及開發(fā)環(huán)境，提出實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)滿足相對(duì)時(shí)序一致性的一些充分必要條件。在需要設(shè)計(jì)嵌入式實(shí)時(shí)軟件時(shí)，本文方法可以方便地構(gòu)造任務(wù)模型，精確地計(jì)算實(shí)時(shí)調(diào)度的時(shí)序要求。

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