嵌入式軟件開發模式與軟件架構研究

甄鵬

摘 要：文章通過對嵌入式軟件的開發模式和軟件構架的構架進行升級方案的研究，以確保升級后的軟件常見的保證軟件的安全性，通過實際的軟件的進行驗證，實現嵌入式軟件功能的穩定并保持系統平臺上的安全、系統和易于維護。

關鍵詞：嵌入式軟件；開發模式與軟件架構；系統安全

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）06-0064-01

信息社會的互聯網在發展過程中面臨著越來越復雜的問題，嵌入式軟件在開發和架構過程中隨著功能需求的加大，嵌入式軟件也更加廣泛地應用于各種設備上，這種廣泛的應用對嵌入式軟件操作和運行過程中的穩定性和安全性問題提出了更高的要求，然而受到當前技術水平的制約，在軟件開發和研制的過程中還存在著較多的問題，它與其他的軟件比如說桌面軟件等存在著較大的差異，由于其技術還不夠成熟，因此在開發和軟件架構的過程仍舊是嵌入式軟件需要進行解決的關鍵問題。

1 嵌入式軟件開發開發和架構問題簡述

首先，在軟件的開發階段，為了減少系統資源的過度消耗，嵌入式的軟件在代碼的制作過程中主要針對的是用戶使用過程中的問題，其復用度比較低，這就導致了軟件在實際使用過程中實現用戶多項的應用要求時發生困難，這是在開發過程中必須要進行統籌的問題。

其次，嵌入式軟件在具體的應用過程中通過與硬件驅動的接口進行對接操作，由于面對的對象硬件驅動等應用對象的差別比較大，在這個過程中不同的設備之間的差異需要嵌入式軟件要有與之比較高的兼容性，這需要在軟件的開發過程中對常見的的對接的硬件進行操作系統進行代碼的編寫。

在軟件的使用過程中為了解決使用過程中軟件本身存在的問題以及滿足新的用戶要求需要對軟件進行升級擴展其功能，并且保證在使用過程中軟件的工作效率和安全性，需要向被嵌入的操作系統進行代碼的植入，這個問題降低了軟件在使用過程中的效率問題，在研發過程中，這造成軟件的開發周期延長和開發效率的降低。

2 開發模式和軟件架構

嵌入式軟件的開發模式與一般的桌面型軟件的開發模式的開發過程存在著較大的差異，它首先表現在開發過程中，它首先要考慮到代碼在不同接入的硬件系統的兼容性，同時需要在代碼的編譯過程中交叉編譯，這些問題給軟件的研發帶來很多問題和要求，導致在軟件的研發過程中，無法靈活地適應市場的變化隨時發生調整。

利用多平臺的研發條件以及套件式交付的方式能夠最大限度上利用研發平臺和實現資源的共享，有效提高產品的質量和減少研發的時間以適應市場的需求，降低研發成本，這是未來嵌入式軟件研發的趨勢。

在嵌入式軟件的研發過程中，準備階段包括獲取開發套件和與開發環境集成，編碼的階段是一個利用終端模擬器進行反饋的系統，在這個過程中，工程師進行相關的應用程序的編寫以及進行運行程序的編譯，完成后進行初步的運行和調試，通過自動寫入終端模擬器進行反饋，如果有缺陷則會重新進行缺陷的部分程序的重新編寫。

集成調試的反饋建立在編碼基礎，調試正常的編碼進行應用程序的歸檔，歸檔完成后進行集成的編譯，并進行運行和調試，集成的編譯通過編入目標系統完成試運行，并完成整個過程的試用報告，在運行過程中如果存在漏洞則會重新進入終端模擬器尋找發生漏洞的編碼并進行漏洞的修復。

嵌入式軟件在應用架構過程中分為三個層面：接入層、應用層和基礎層。用戶通常通過三種常見的方式進入軟件構架實現多種功能的應用層面，電腦接入、手機接入和遙控接入進入用戶的數據管理、節能優化、充值服務以及安全控制等應用層面，應用層面通過控制、采集以及通訊等手段實現對電子鎖、電器、儀表等接入系統中的控制實現用戶的所要求的功能。嵌入式軟件系統結構圖，如圖1所示。

嵌入式軟件的各個層面通過協調完成設備的預定功能，通過接入目標設備的接口以及各個設備之間的實現整個系統的運行。在接口層首先存在著接入的要求，這些要求是實現功能的預設。可以通過接入以及用戶的功能要求進行具體的配置制定出符合特定要求的軟件系統。

進行功能控制和管理的是內核層，這個層面主要進行任務的管理和分配調度，而其他的應用組件比如網絡協議和數據庫等可以通過存儲實現復用以盡量減少軟件的進行系統燒入的時間，同時用戶可以根據自己的需求進行配置，這就使得軟件的應用范圍更加廣闊。

設備的操作層中對硬件的功能進行封裝，通過提供對各種操作系統的硬件功能提供統一的軟件接口能夠保證軟件在燒入的過程中中成功移植的關鍵所在，這個過程實際上也是實現了硬件操作過程中代碼的復用的過程。這種方式可以應用到其他的嵌入嵌入系統的開發利用中，針對不同的芯片進行對應的編碼的編寫并進行存放實現對不同系統中同一功能元件的代碼復用。

3 嵌入式軟件開發模式和架構中有關升級和升級的 效果評估

在軟件的開發模式和軟件架構過程中必須考慮的關鍵問題就是在后期用戶使用過程中的軟件升級問題，嵌入式的軟件適用不同類型的設備，但是其自身并不存在升級的功能，因此在使用過程中出現的缺陷和漏洞系統無法進行修復，而且在使用過程中，用戶會逐漸產生新的功能需求而這種需求在軟件的開發和架構過程中往往是無法預期的，這就需要利用遠端進行軟件的升級。

目前市場上運用的方式需要在軟件在開發和架構過程中就進行控制，遠端接收到嵌入軟件運行過程中的漏洞以及用戶發送的升級要求，針對這些問題進行相關的代碼的改寫以及增加功能代碼的寫入，這個過程中主機實現了二進制的解析以及命令的下達，需要升級的軟件所在的設備實現了與主機的通信并進行數據包的傳送，通過數據的傳送進行軟件升級的準備以及進行必要的軟件漏洞和缺陷地彌補等，目前主要通過多次的數據的傳輸來保證傳輸數據的完整，同時也對文件長度進行確定保證軟件省局數據的準確。

4 結 語

嵌入式軟件目前已經占據了較大的市場份額，但是過高的軟件研發的經費阻礙了其研究發展的進程，隨著市場對于嵌入式軟件功能的需求的擴大以及軟件質量要求的提高，這對軟件的開發模式和軟件架構方式的革新提出更高的要求，這要求在軟件靠法過程中實現縮短產品的開發周期和成本，另外軟件復用通過在計算機系統中進行控制來實現軟件研發過程中的大規模應用問題，這對軟件的研發成本的降低以及更好地滿足用戶更為復雜的功能要求具有非常重要的意義。因此，對于軟件的開發模式和軟件架構的問題的研究還需要進一步的投資和工程人員投入，以實現其大規模的應用。

參考文獻：

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[2] 沈亮.嵌入式軟件的測試方法與技術[J].數字技術與應用，2015，（11）.