嵌入式实时软件在计算机软件设计中的探究

发表时间:2020/6/17   来源:《科学与技术》2020年2月4期   作者:侯春生1 江山2
[导读] 在电子信息技术飞速发展的今天,网络信息的急速共享为人们的生活、工作以及社会发展提供了更加优质的服务和便利

         摘要:在电子信息技术飞速发展的今天,网络信息的急速共享为人们的生活、工作以及社会发展提供了更加优质的服务和便利,然而在科技日新月异的时代里,计算机软件的设计与应用不仅与社会活动息息相关,更关系着国家科学技术水平能否趋向世界标准,因此,计算机软件设计必须要以服务为基本原则,利用先进的设计理念加以融合和完善,不断提高软件开发技术,才能为科技进步添砖加瓦。文章研究了嵌入式实时软件在计算机软件设计中的运用。
         关键词:嵌入式实时软件;计算机;软件设计
一、嵌入式实时软件概述
         1.1嵌入式实时软件的精占、
         一般而言,嵌入式实时软件在计算机系统中的合理化运用,往往能够确保计算机系统的指令执行、缓存机制等功能得到充分的发挥,从而保障计算机软件系统的稳定运行,实现软件运行效率以及应用性能的提升。现阶段,技术人员在开展嵌入式实时软件设计作业时,往往需要从软件、硬件两个方面入手。
不仅如此,技术人员在研发嵌入式实时软件作业时,其往往需要立足于微处理器,加强对于软件各项功能的完善,从而保护计算机内部储存设备,促进计算机系统软件的修复完善。再者,嵌入式实时软件在推行的过程中还具有低能耗、高效率的特点,从而促进该系统在计算机软件处理方面能力的进一步提升。
         1.2运行原理
         计算机技术人员在开展嵌入式实时软件的设计作业时,需要积极带动软件规模化分析工作的开展,并进一步研究其功能性,从而促进实时数据的有效处理、应用。在具体的操作过程中,技术人员需要积极构建公共对象请求代理体系结构(CommonObjectRequestBrokerArchitecture,CORBA)模型。在该模型的框架之下,技术人员需要积极开展远程调用工作,从而为设计工作开展奠定基础。事实上,CORBA模型在运行的过程中具有多种软件功能,故而其在推行的过程中,能够在最大程度上促进计算机软件实用性以及独立性的提高,确保系统安全性的提升。
技术人员在开发嵌入式实时性系统作业时,需要科学地开展需求分析工作,并实现软件设计、测试工作的稳步开展。再者,技术人员需要强化系统功能模块结构的设计工作,并带动软件设计效率的提升,保障系统稳定性,实现系统软件的有效性交互应用。而设计人员在开展软件设计划分作业的过程中,需要做好系统任务的同步设计工作,提高软件程序系统实时性特点,并进一步简化控制流程,做好组织状态图的转化过程,结合软件内部资源的根本理念,实现软件结构的优化设计。
二、嵌入式实时软件的实际应用
2.1流程和结构
嵌入式实时软件的开发软件,首先需要明确具体的需求,明确软件的功能需求同时做好沟通管理。针对软件的设计阶段以及代码生成、测试固化等不同阶段,均需要坚持应用嵌入式的设计思路,保障系统本身的控制实效性。在设计期间,可以根据嵌入式实时软件对其中部分功能以模块化的方式进行处理,并在划分为子模块之后,通过模块实现对其他程序的开发与研究,之后以软件、硬件的相互交融,实现结构的明确。另外,在软件设计期间,需要做好分工的明确化处理,并做好任务唯一的地址,突出优先级的调度管理模式,提升实时性。


2.2硬件、软件的设计
硬件方面,设计的嵌入式实时软件期间,采用了AT91RM9200微处理器,选择这一处理器的主要原因在于其具备比较多的外设接口,可以借助处理器本身的控制器功能实现同步性的控制,并且系统本身在遇到突发事件的情况下也可以实现一定的自我补救或风险自控功能,可以有效的提升软件的响应时间。在软件方面,主要是针对模块的组件进行开发,维持软件内部的任务执行效率以及灵敏性,并根据嵌入式的控制流程,做好组件的开发处理,组件应当是借助接口向外界提供信息或服务的黑盒,其中的不同组件可以被其他的更高层次组件应用,组件本身应当具备比较强的独立性以及重用性,从而确保整个系统的独立与实时特性。另外,在软件开发期间,可以采用C++语言实现对嵌入式实时软件的编程处理。
2.3划分任务设计
针对嵌入式实时软件而言,在执行一切功能设计的同时均应当以软件作为基础,将应用软件的组成作为整个系统的最高层次目标。在设计期间,内核的设计属于主要的任务,其中涉及到了任务的相斥和同步、信号的通道、任务的管理与控制、资源的管理与控制等,整体来看嵌入式实时软件的核心在于基础性的平台。以平台作为基础发展嵌入式实时软件,可以将整个计算机系统的任务进行合理的划分,促使其相互独立,从而促使软件设计效果得到优化,并实现系统协调控制功能的改善。在任务划分期间,设计人员可以将重点归纳到程序中数据的转换机制方面,明确数据的执行次序以及转换并行基础上,更好的落实数据和任务之间的转化关系,促使软件的运行更加稳定与流畅。  
         2.4储存影像映像的布局与组织
在嵌入式实时软件的任务划分设计完成之后,处理任务之间的关系便显得非常重要,尤其是做好数据逻辑关系以及数据转换方案的设计,这也会直接决定整个系统的运行效果以及组织合理性,决定嵌入式实时软件系统的设计质量。在设计期间,嵌入式实时软件当中的相关数据可以应用Flash或者是ROM进行区分,这样的方式可以更好的保障系统的数据安全性、协调性,并且在系统布局方面也可以达到有效的优化改善,促使储存器的应用以及存储映像的布局更加合理,同时实现系统功能的改善。
2.5任务的调动以及实时性的设计
针对嵌入式实时软件的实时性需求而言,其主要是涉及到了硬件的实時性以及软件的实时性两个层面。硬件的实时性设计主要是根据计算机在有效时间内的运行质量,并考虑其是否可以达到系统设计的目标。软件的实时性则是在有限的时间内实现系统任务的调用应用,在这一过程中必然会存在一定的时间延迟。对此,根据计算机软件的系统调度需求而言,其主要是根据优先级的方式进行资源的调用,例如在优先级下系统设计任务需求比较多的状况下,嵌入式实时软件的内核便会按照实际的需求做好紧急任务的程度调用,并实现自动化的优先级级数添加或删除,这样的方式可以更好促使不同的优先级等级将任务进行合理的拆分,促使不同优先级段内的运行更加顺畅与稳定,从而降低系统的关键任务响应时间过长的风险。
2.6任务和时钟的通信设计
在嵌入式实时软件设计期间,为了更好的保障实时性,必须做好时钟通信的相关设计,这也是非常重要的一个环节。在设计期间,可以促使整个系统提供一个独立性的时钟,并借助时钟作为任务执行的定期性的控制依据。同时按照嵌入式实时软件的应用需求,做好信号量、队列以及信号等控制机制的优化处理,尽可能保障软件资源以及任务系统之间的同步性传输以及通信的实时性。
2.7初始化设计
在嵌入式实时软件设计期间,必须在软件初始化操作方面提供一定的操作空间,这也是必须做好的一个环节。例如,针对嵌入式实时软件的操作系统而言,基层的硬件和嵌入式的微处理器之间必须以初始化的代码方式进行编写,这样的编写可以促使整个系统的初始化操作更可行。在嵌入式实时软件设计同时还需要做好BIOS的相关设计,这样的设计方式可以促使整个系列固定指令更好的获得初始化控制。例如,针对RAR的变量提供初始化设计以及系统入口点的设计等,可以借助嵌入式实时软件的系统调度方式,促使程序计数器的设置更加合理,从而保障整个系统的调度效益。
参考文献
[1]李刚,王平.一种基于某嵌入式软件系统测试的方法[J].兵工自动化,2017,24(15):66-67.
[2]吴海东,陈哲,保亚运,etal.IOTEST在某型模拟对抗终端嵌入式软件测试中的应用[J].计算机测量与控制,2017,31(09):111-114.
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