嵌入式軟件開發模式與軟件架構探究

楊明東

（廣州海格通信集團股份有限公司，廣東 廣州 510663）

隨著我國信息技術的不斷發展，嵌入式軟件的構建與開發也朝向多元化方向不斷進行發展，使得嵌入式軟件被廣泛應用于各式各樣的多媒體設備終端上，在潛移默化中增強了人們對嵌入式軟件操作安全及穩定性的功能需求。而受到我國科學技術發展水平的限制，在嵌入式軟件的開發模式與結構構建中仍存在不少嚴峻的問題。因此，對嵌入式軟件開發模式與軟件構架升級方面的方案已成為當前技術人員關注的焦點，值得研究人員對此進行深究。

1 嵌入式軟件在開發及構架過程中遇到的問題

在研發過程中為了避免系統資源的過度損耗，研發人員在軟件編碼的時候普遍都會優先考慮“用戶在使用嵌入式軟件時所發生的問題”進行研發，這就很容易造成研發出來的軟件不能夠很好地滿足實際用戶所提出的多樣化功能需求。對此，需要研發人員在軟件開發及構架之前對問題進行統籌，進而有針對性地設計軟件的研發思路。

一般的，研發人員在軟件開發及構架的過程中，需要在解決軟件自身問題的同時對用戶所提出的多樣化功能需求進行拓展，并最大限度上保證經“功能化拓展”的軟件在運行過程中的兼容性與穩定性。面對這樣的問題，需要研發人員在對嵌入式軟件的操作系統進行代碼編寫時適當植入新的代碼，若處理不到位的話，很容易造成軟件在使用過程中使用性能及效率的下降，并對軟件的開發周期造成拖延[1]。在對嵌入式軟件進行應用與操作時，由于功能應用的對接驅動具有一定的差別性，考慮此因素的影響，人們需要在研發過程中對嵌入式軟件的兼容性進行不斷的優化和調試，必要的時候需要對常見的硬件接口進行系統代碼的再編寫。

2 開發模式與軟件架構

在開發模式上，嵌入式軟件與桌面式軟件的開發模式具有較大差異。在嵌入式軟件開發之前，研發人員需要在開發過程中對所遇到的問題進行統籌，并有針對性地進行解決。如在代碼的植入時需要針對不同硬件系統的兼容性進行植入，同時還要注意“交叉互譯”。這些問題都為研發人員的軟件開發工作帶來了不小的挑戰，倘若研發人員沒有及時做出相應調整，則很容易使研發出來的軟件系統缺乏靈活性，也很難適應市場的發展與需求。當研發人員利用多平臺的研發條件及配套式交付的方式對軟件進行開發時，則可以最大程度上實現信息資源的交換與傳輸，大大提高了研發產品的質量，并且滿足人們對產品的功能需要，進一步縮短了研發周期。利用多平臺開發模式對嵌入式軟件進行研發，是我國未來嵌入式軟件開發的必然趨勢。

在嵌入式軟件開發的前期，也就是所謂的“準備階段”，其主要設計的內容是“套件設施的獲取”與“研發環境的集成”。與此同時，還需要研發人員利用終端模擬器的反饋系統對植入的代碼進行調試與反饋。在上述過程中，技術人員需要對應用程序的代碼進行“再編譯”，完成之后再通過初始運行的方式對系統進行性能測試，最后根據終端模擬器的反饋結果對其進行優化。若系統中存在缺陷和漏洞的話，研發人員可以對存在漏洞的程序代碼進行修改，如此反復，進而完善系統。

終端模擬器的反饋是在代碼編譯完成之后進行的工作內容，研發人員對代碼進行測試時通常需要按照應用程序進行分類和歸檔，在此基礎上再進行“集成編譯”，最終完成相關運行和調試。“集成編譯”初始是由目標系統的編入進行試運行的，同時還會生產整個調試過程相應的系統評估報告，經過報告的檢測之后，若存在缺陷與漏洞，則需要研發人員對產生漏洞的代碼進行修改與優化。

嵌入式軟件的構架主要分為3個方面：基礎、接入與應用。用戶可以通過這3個方面進一步實現軟件的構架，并完成系統功能的多樣化。例如，手機電腦的接入、遠程遙控接入與安全功能化操控等。為了能夠更好地實現上文提到的功能化應用，研發人員在軟件的構架過程中，可以通過對信息的采集與調控進一步實現，將其多樣化的功能需求全部表達出來。而其完成相應的功能預定也需要這3個方面間的相互協調與搭配來完成，并保證整個系統的穩定運行。

在這個過程中，首先需要在接口層對其接入的指令進行“功能預設”，從而完成各項具體配置的功能需求，制定較為完善的嵌入式軟件功能系統；而在內核方面的管理與調控方面，其主要任務是對系統運行的任務與進程進行調度，并通過“存儲—分配”的方式實現軟件系統應用組件的重復再利用，從而縮減軟件對系統資源的損耗時長，提高系統的工作質量和效率。另外，用戶還可以根據自身功能的需求化設置，使其應用范圍進一步增大，如圖1所示[2]。

圖1 用戶需求范圍

設備的操作層面是對硬件功能進行集成封裝的，即通過其所提供的統一軟件接口來保證軟件的移植成功率，在這一過程中同樣體現了代碼的可重復性功能特點。換句話說，針對其不同的芯片進行不同代碼的編譯工作，實現同一功能代碼的“重復化”應用，可大大減少軟件的燒錄時間，提高系統軟件的運行性能及效率。

3 嵌入式軟件系統的開發模式與構架評估結果

在嵌入式軟件的開發及構架過程中，研發人員需要將用戶在后期使用過程中所遇到的客戶端升級問題作為重點進行考量。嵌入式軟件的應用范疇非常廣泛，可以應用于各類信息設備當中，但其自身的升級功能不會存在于系統自身當中，因此在進行系統升級時往往會造成一些無法修復的系統缺陷和漏洞問題。嵌入式軟件在投入使用之后，由于用戶不斷會對其功能產生新的要求，而針對這樣的需要研發人員在項目的研發和構架中是無法進行預測的，這就需要研發人員對其進行遠程操作來完成軟件的升級工作。當遠端接收到來自于用戶對軟件的升級需求時，程序會自動對其進行相關代碼的改寫，或是直接增添新的代碼，進而實現系統的升級。在升級過程中，還需要完成設備與主機間的數據交換，進而將存在的系統缺陷和漏洞進行優化。目前我國軟件市場在對軟件進行控制的過程中，主要是通過對數據多次傳輸的方式，進一步來保證數據傳輸的準確性和完整性[3]。

4 結語

目前嵌入式軟件已經占據了我國軟件市場的大比例份額，但受到研發經費的限制，嵌入式軟件的研發進度受到了不同程度的阻礙。而隨著我國信息技術的不斷發展，人們對嵌入式軟件的開發模式及構架方式的變更也提出了更高的要求，并要求其在相對較低的研發周期內研發出穩定性能優越的軟件系統，為系統平臺的安全與維護提供技術基礎。除此之外，軟件的“可重復使用”不僅可以大大降低研發周期和研發成本，并且還能夠很好地滿足用戶對其功能的多樣化需求。總而言之，針對嵌入式軟件的開發模式與構架方式方面所面臨的一系列挑戰與問題，仍需要我國軟件研發人員進行深入研究，進而為人們的日常生活提供便利。

[參考文獻]

[1]甄鵬.嵌入式軟件開發模式與軟件架構研究[J].企業技術開發，2016（6）：64-66.

[2]李光學.嵌入式數控雕刻機控制軟件設計與實現[D].成都：電子科技大學，2012.

[3]鮑瑞敏.一種自適應嵌入式軟件架構的構建與應用[D].上海：上海交通大學，2012.