解析計算機軟件設計中嵌入式實時軟件的應用

余 耀

（武漢大學，湖北 武漢 430072）

隨著經濟的快速發展和科技的進步，嵌入式實時軟件已經廣泛應用于社會發展的各個行業，在計算機軟件設計中使用嵌入式實時軟件，能有效的提高軟件的質量，降低軟件存在的缺陷，嵌入式實時軟件在計算機軟件設計中有不可替代的作用。

1 嵌入式實時系統的基本特征

嵌入式實時系統是一種計算機系統操作方式，嵌入式實時系統的主要影響因素有時間、可靠性、及工作環境。時間是嵌入式實時系統的重要管理資源，任務的分配和調度必須在規定的時間內完成，時間還會對計算機的正確性造成影響；可靠性是嵌入式實時系統的關鍵，如果嵌入式實時系統出現錯誤，很可能造成嚴重的經濟損失；工作環境是嵌入式實時系統的重要組成部分，只有保證有安全、穩定的工作環境，才能確保嵌入式實時軟件安全、穩定的運行。嵌入式實時軟件要具有一定的魯棒性，當系統出現故障或錯誤的操作時，還能提供應有的服務，嵌入式實時軟件是一項工業自動化和計算機技術相結合的產物，在日常生活、儀器儀表、辦公設備、軟件開發等各領域中有十分廣泛的應用。

嵌入式實時軟件的時限可以分為十分嚴格、比較嚴格、寬松三種情況，如果不能符合時限的要求，會給系統造成災難性的影響，這個時限是十分嚴格時限；如果時限一到，任務產生的結果就沒有用，并且造成的后果不是很嚴重，這個時限是比較嚴格時限；如果時限不屬于上述兩種情況，則這個時限是寬松時限，寬松時限產生的結果會隨著時間的推移而減少。

2 嵌入式實時軟件在軟件設計中的特點

嵌入式實時軟件和生活的聯系十分緊密，在日常生活中，許多通信設備和電器系統都是有嵌入式系統組成的，例如數碼相機、手機、數字電視等都是嵌入式系統。由嵌入式系統組成的計算機，無論是鍵盤、硬盤，還是鼠標、耳機，都比普通計算機的功能良好。嵌入式實時軟件是一個運作平臺不能獨立進行軟件開發，需要依靠其他硬件和軟件，嵌入式實時軟件具有良好的實時控制能力，在計算機軟件設計中有十分廣闊的應用前景。

嵌入式實時軟件在計算機軟件設計中，能設計的系統有動態分配、緩存機制、預測指令等，嵌入式實時軟件能有效的提高軟件設計產品的質量和軟件的可靠性。在計算機軟件設計中，嵌入式實時軟件最重要的部分是嵌入式微處理器，嵌入式實時軟件可以用于軟件和硬件同步設計，嵌入式實時軟件在計算機軟件設計中能支持多任務的實時，能在短時間內中斷多任務，具有良好的保護功能，能進行軟件檢測和修復。嵌入式實時軟件在計算機軟件設計中有極其重要的作用。

3 嵌入式實時軟件在計算機軟件設計中的應用方法

3.1 劃分各程序的職責

為保證軟件系統的實時性功能，在進行嵌入式實時關鍵設計時，要劃分各程序的職責，避免軟件和硬件出現脫離現象，在計算機軟件設計過程中，要根據不同的程序的功能在軟件中安排特定的位置，在系統中使用優先有序的分配模式，從而減少系統對任務的反應時間。

3.2 嵌入式實時軟件的控制

在進行計算機軟件設計時，嵌入式軟件的要求會更高，在軟件運行過程中，如果出現時間偏差，就可能對整個軟件造成嚴重的影響，因此，在進行嵌入式實時軟件設計時，要嚴格的控制時間，創建一個良好的嵌入式實時軟件運行環境，確保計算機軟件安全、穩定的運行。

3.3 嵌入式實時軟件開發的作用

在進行嵌入式實時軟件設計過程中，需要和系統的軟件和硬件緊密的結合起來，將實時處理技術融入軟件開發中，利用實時機制進行事件處理，可以實現CORBA及相關模型，還可以在遠程調控中增加多種服務。在計算機軟件面向組件的設計過程中，嵌入式實時軟件能有效的增強軟件的獨立性和重用性，

4 軟件設計實例

在本次計算機嵌入式實時軟件設計中，選擇能提高嵌入式實時系統的響應時間，可以同步控制的AT91RM9200微處理器。軟件設計使用到的系統有C++語言、數字信號處理器、微機保護系統、IO設備等。本次計算機軟件設計是在軟件和硬件的系統同時進行設計開發的。在進行計算機嵌入式實時軟件設計過程中，要先分析的系統的需求，然后進行計算機軟件設計、軟件測試固化、代碼生成等步驟。在進行計算機嵌入式實時軟件設計時，將軟件系統的功能分成多個模塊，將軟件設計開發模塊化，從而將系統中不同任務區分開來，建立硬件和軟件交互系統，從而提高軟件設計的穩定性。

本次計算機嵌入式實時軟件的設計，中斷驅動方式采用可以提高嵌入式系統實時性的事件驅動方式，在進行計算機嵌入式系統內部功能設計時，為確保系統內部功能的積極響應，將設計任務周期化。在軟件設計過程中，為實現軟件內部資源共享，將控制任務轉換成圖形結構，從而簡化設計流程。在設計計算機嵌入式實時軟件結構時，要控制好軟件和硬件結構的脫離現象，降低硬件對普通計算機軟件設計的影響。軟件設計過程中將每個任務設計在軟件系統中制定的位置中，從而提高系統對任務的響應時間。最后使用C++語言進行嵌入式實時軟件編程。

5 嵌入式實時軟件的應用前景

嵌入式實時軟件具有良好的靈活性和現實環境交互能力，在社會生產中有很廣泛的應用領域，在進行計算機軟件設計時，嵌入式實時軟件能用于微處理器、程序編程、圖形控制器等硬件和軟件系統中，能有效的提高軟件產品的質量和軟件的可靠性，嵌入式實時軟件的實時性強、操作性和易控性強，在計算機軟件開發中有十分廣闊的應用前景。嵌入式實時軟件有效的解決了系統布線復雜的問題，控制過程中能源消耗比較少，能滿足市場客戶的要求，具有很強的應用價值。

結語

嵌入式實時軟件系統能有效的提高軟件的質量，降低軟件存在的缺陷，嵌入式實時軟件在計算機軟件設計中有不可替代的作用。將嵌入式實時軟件應用在計算機軟件設計中，能有效的提高軟件的實時性和可操作性，保證軟件的多任務操作功能，嵌入式實時軟件在計算機軟件設計中有極其廣闊的應用前景。

[1]袁春艷，林椹尠.基于無線傳感監控系統的嵌入式軟件設計[J].計算機技術與發展，2013（04）.