嵌入式實時軟件在計算機軟件設計中的運用研究

史梁+蔡豪

摘 要：當前，嵌入式實時軟件在計算機軟件設計中的應用已經(jīng)成為計算機領域重點關注的話題。嵌入式實時軟件的應用提高了計算機的工作效率，給企業(yè)帶來了更大的效益，是未來軟件設計的發(fā)展趨勢。

關鍵詞：嵌入式實時軟件；計算機；軟件設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.114

隨著科學技術在計算機軟件設計中的應用逐漸普及，使得計算機軟件設計更加地簡單化，設計質(zhì)量也大大提高。在計算機軟件設計中，憑借著專業(yè)性和實時處理的特點，嵌入式實時軟件具有很高的應用價值和遠大前景，現(xiàn)就嵌入式實時軟件在計算機軟件設計中的原理、應用措施和前景進行探討。

1 嵌入式實時軟件的原理和概述

在動態(tài)分配、緩存機制、預測指令執(zhí)行等計算機軟件設計中，應用嵌入式實時軟件，能夠增強軟件的實時處理功能，提高軟件設計的質(zhì)量，并減少軟件產(chǎn)品的缺陷。嵌入式實時軟件設計中能夠通過融入實時處理技術而建立CORBA模型，并且還能夠在遠過程調(diào)用中提供更多的設計服務[1]。比如在實時CORBA擴展計算機軟件的設計過程中，通過該軟件的有效支持改革設計模式與計算模式，以提升設計軟件的實用性、獨立性和安全性。嵌入式實時軟件可以在設計的過程中對處理器的結構進行擴展，降低功能耗費，和普通的系統(tǒng)相比，嵌入式軟件系統(tǒng)呈現(xiàn)著很大的優(yōu)勢。

2 嵌入式實時軟件在計算機軟件中的開發(fā)和設計

嵌入式實時軟件在計算機軟件設計中發(fā)揮著重要的作用，顯現(xiàn)出諸多優(yōu)點。要提高嵌入式實時軟件的使用質(zhì)量，可采取下列的措施：第一，將嵌入式實時軟件的實時處理技術融合進嵌入式實時軟件面向對象的設計過程中，使得實時CORBA和相關模型的效果得以實現(xiàn)，并且還能夠在以遠過程調(diào)用為前提下提供多種服務，從而讓實時CORBA擴展計算機軟件的作用發(fā)揮出來，并且在實時機制提供的幫助下處理事件。第二，從實踐角度來看，嵌入式實時軟件在進行設計時，依賴于具有支持并發(fā)特點的計算模式，而且系統(tǒng)軟硬件之間緊密結合。將嵌入式實時軟件應用于計算機軟件面向組件開發(fā)過程中，其中組件主要是具備給外界提供服務的功能，且組件不會重復使用還具有很強的獨立性。在開發(fā)嵌入式實時軟件過程中，采用事件驅動的方式來使驅動中斷，以滿足并提升嵌入式系統(tǒng)的實時性和性能要求。嵌入式實時軟件的在計算機軟件的設計過程中一定要盡量減少設計誤差和失誤，比如在設計計算機結構時，設計人員要盡量不要使軟件和硬件結構脫離，這樣就能夠避免了傳統(tǒng)計算機軟件設計過程中過度依賴硬件的問題，還能夠使計算機軟件系統(tǒng)的實時性增強，保證其可靠性。另外，嵌入式實時軟件可以對軟件數(shù)據(jù)的初始化以及數(shù)據(jù)結構的格式化得以改良，在整個設計過程中，設計人員不需直接對硬件設備與資源進行操作，從而有效地實現(xiàn)計算機軟件設計功能。

3 嵌入式實時軟件的具體應用

嵌入式實時軟件是在構件軟件的基礎上來進行設計的，因為使用的構件軟件具有較強的技術性，因此在嵌入式設計的過程中較為簡單，也能更好地保證設計的質(zhì)量。如現(xiàn)在比較常見的嵌入式實時軟件有建筑的門禁系統(tǒng)和車輛通行管理系統(tǒng)，就是應用了嵌入式設計。嵌入式實時系統(tǒng)可以自動識別車輛卡，并自動讀取車輛信息，再將車輛信息向門禁系統(tǒng)的控制管理系統(tǒng)中傳達，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代化自動化和智能化的設計理念。

（1）應用軟件是實現(xiàn)系統(tǒng)功能的基礎。在計算機操作系統(tǒng)中，嵌入式RTOS微內(nèi)核具備資源管理、任務管理、任務控制、任務間通信、任務互斥與同步等多種功能。作為開發(fā)計算機軟件應用程序的基礎平臺，嵌入式RTOS微內(nèi)核能夠幫助計算機軟件系統(tǒng)進行任務劃分，使軟件設計的復雜性降低，對嵌入式RTOS模型進行優(yōu)化，保證系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運行。在進行任務劃分并執(zhí)行計算機軟件系統(tǒng)的任務時，需要對應用程序的數(shù)據(jù)轉換進行深入的分析，將數(shù)據(jù)執(zhí)行順序以及數(shù)據(jù)并行轉換確定好之后，對一個或N個數(shù)據(jù)轉換進行任務劃分，使其成為一個任務。（2）在計算機軟件設計中，嵌入式實時軟件能夠實現(xiàn)任務調(diào)度，具有實時性的特點，其系統(tǒng)的實時性主要體現(xiàn)為硬實時性，也就是保證完成系統(tǒng)任務的時間不能超過一定的時間，還有一個就是軟實時性，也就是如果不能在原先計劃的時間內(nèi)完成系統(tǒng)任務，則可以適當延遲一段時間。在計算機軟件系統(tǒng)的任務調(diào)度中，應該遵循優(yōu)先級的原則。如果某一優(yōu)先級的軟件系統(tǒng)有幾個任務同時要進行，微內(nèi)核會按照任務的緊急程序，對比較緊急的任務自動增加優(yōu)先級級數(shù)，然后重新根據(jù)優(yōu)先級級數(shù)對多個任務進行排列，這樣就能夠使系統(tǒng)關鍵任務的響應時間有效縮短，提高效率。（3）嵌入式實時軟件能夠實現(xiàn)任務和時鐘間通信，具體來說，也就是嵌入式實時軟件可以給計算機軟件系統(tǒng)提供時鐘服務，按照計算機系統(tǒng)的任務設計不同的時鐘，在某一個任務要執(zhí)行時設置定期控制，這樣就能夠使任務在相應的時間內(nèi)執(zhí)行。嵌入式實時軟件系統(tǒng)能夠通過信號、信號量、隊列等機制建立軟件資源和系統(tǒng)任務之間的同步與通信。

4 嵌入式實時軟件的前景展望

嵌入式實時軟件在計算機軟件的開發(fā)過程中，以其高效性和便利性在計算機軟件設計中的應用得到了很大的普及，前景很寬廣。與此同時，在計算機軟件設計過程中，嵌入式實時軟件靈活性、可操作性較強，并且容易控制，具有很強的現(xiàn)實軟件設計的環(huán)境交互能力，在實時操作以及多任務操作中體現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢。除此之外，嵌入式實時軟件在計算機系統(tǒng)設計的過程中，可以在軟件系統(tǒng)應用層次化模塊結構，將嵌入式實時操作系統(tǒng)和計算機應用程序充分結合，利用軟件幫助來執(zhí)行各種任務。所以嵌入式實時軟件在計算機軟件設計中應用價值很高。但是因為嵌入式實時軟件對于硬件平臺依賴性較強，因此需要維護，提高嵌入式實時軟件在計算機軟件設計中的質(zhì)量。軟件設計者合理地規(guī)劃，針對軟件和硬件的關系進行設計，并做好軟件測試工作，加強系統(tǒng)的

5 結語

隨著計算機通信技術的普及，嵌入式系統(tǒng)也呈現(xiàn)著飛速發(fā)展的趨勢，在計算機軟件設計中凸顯著重要的作用。本文詳細闡述了嵌入式實時軟件在計算機領域中的開發(fā)和具體應用，其中顯示了嵌入式軟件的諸多優(yōu)勢，如任務劃分、資源分配等，可見嵌入式實時軟件在計算機軟件設計中具有廣闊的發(fā)展前景，在未來，將會完全滲透到我們生活中的方方面面。

參考文獻：

[1]張嵐.嵌入式實時軟件在計算機軟件設計中的應用[J].計算機光盤軟件與應用，2015（01）：71，73.