| 标题 | 嵌入式实时软件的应用研究 |
| 范文 | 石锋 摘要：随着我国科技水平的不断发展和提高，很多行业和领域对计算机技术的应用都进入了飞速发展的阶段，一些计算机应用系统也给人们的工作和生活带来很多便利。在计算机应用系统的设计和开发中，也出现了很多实用的先进技术，比如嵌入式系统的广泛应用，本文将通过对嵌入式实时软件在计算机应用系统中的运用进行研究和分析。 关键词：嵌入式；实时软件；计算机应用系统 中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）36-0254-02 当前世界处在一个快速信息化的发展过程中，我国在计算机技术水平上也有了长足的进步和发展，一些自主设计研发的计算机应用系统也在实际应用中得到了良好的反馈。其中的嵌入式实时软件作为能够对计算机应用系统进行改进和优化的重要软件，也在计算机软件技术上发挥出了应有的重要作用，对一些应用系统中的漏洞和不足都能够很好地克服，在计算机系统的稳定性和功能性上也都起到了加强的作用，受到了很多关注，也得到了市场的肯定。 1 嵌入式实时软件对计算机应用系统设计的整体影响 1）嵌入式实时软件的应用原理。嵌入式实时软件的应用原理主要就是结合实时处理技术，充分利用快速響应的优势，满足计算机应用系统的实际需要。嵌入式实时软件的优点就在于能够对服务请求做出快速有效的反映，并且更好地实现计算机应用系统的分层设计，提高构成系统的个模块的独立性。另外，嵌入式实时软件在计算机应用系统的运行中也能大大提高安全性和稳定性，对整个计算机应用系统的稳定运行起到重要的辅助作用。 2）嵌入式实时软件的应用特点。在计算机应用系统中合理地引入嵌入式实时软件，那么对整个应用系统的实时处理能力来说，都会得到很大的改进和提升，而且也能有效提高整个应用系统的科学性和合理性。嵌入式实时软件在计算机体现为两大部分的融合，一个是硬件，另一个是软件。通常嵌入式实时软件需要操作系统的支持，软件通过调用操作系统提供的服务来控制硬件，这样的工作方式能够让软件和硬件形成有益的交互。微处理器作为嵌入式实时软件的核心部分，在操作系统的控制下，能够让软件系统进行多种任务的切换，能增强计算机应用的适应面。还有一点就是，对计算机内部重要的存储部分，操作系统能够对其起到适当的保护作用，这对整个系统在进行修复或优化的过程中都能起到非常关键的作用，而且嵌入式操作系统本身的结构也具有非常良好的延展性，对计算机应用系统所能起到的作用也是不可估量的。 2 嵌入式实时软件的设计要点和开发流程 相对于一般软件的设计来说，嵌入式实时软件的设计开发流程上基本类似。嵌入式实时软件的设计过程对整个系统都有着非常重要的基础作用。首先，在设计开始前需要设计人员对应用系统进行一次全方位的分析，以便对嵌入式实时软件作出准确的功能定位，从而有利于确认设计的具体目标，定位中系统的核心问题。其次程序编码应该依据软件工程的原则严格执行，在保证系统效率的前提下，充分提高程序的可读性，为应用系统的维护奠定良好的基础。最后，设计人员还需要根据各种性能参数和指标定义嵌入式实时软件进行调试，以便其能符合计算机应用系统的使用要求。接下来就是对系统新功能的不断完善和改进。 嵌入式实时软件在整个软件设计的过程中，因为功能任务相对单一，因此可以适当简化一些设计开发流程，让整个过程更加简捷，以提升设计开发的效率。但是对于设计的可靠性，必须予以充分的重视，因为对计算机应用系统来说，可靠性往往是系统成败的核心。 尽管嵌入式实时软件在设计开发方面有着高效、方便的优势，但还是要注意依照严格的设计、开发的流程，不能违背一般软件开发的基本原则，以免造成不必要的人为损失。还有一点须要留意的就是，嵌入式实时软件运行的硬件环境通常性能较弱，如何充分利用和发挥硬件资源是设计和开发中必须关注的问题。 2.1划分任务 嵌入式实时操作系统在计算机应用系统中处于核心地位，它对整个系统都起着举足轻重的效果。想要实现任务管理、任务控制、任务间的通信、任务互斥与同步、资源管理这些功能，都要依靠于嵌入式实时操作系统，这是整个应用系统实现其功能的根基。在这个基础平台上，可以根据应用系统的功能，采取划分解决的方式，能使软件设计得到一定程度的简化。在对一些独立功能进行任务划分的过程中，重点是对数据转换过程的深入分析，这种转换有些是并行的，有些是串行的。对数据的并行转化与执行顺序进行确认后，就能够有效的对独立任务进行划分了。而对工作划分起到决定性作用的是数据通讯的异步关系，需要从以下两个方面去进行探讨和剖析。第一个方面就是系统的内部功能，这个功能指的就是将计算机软件的并行任务划分为，周期任务、异步和同步任务、应用控制任务、用户接口任务，并对这些同一时间段内完成的各种功能进行有效的整理，让这个复杂过程变成一个统一的任务，通过对相同事件进行驱动，完成计算机软件资源的共享。 第二个方面就是，对计算机软件系统的I/O进行驱动时，要采用应用程序轮询和中断的方式。采取这样的方法主要是为了解决在应用程序轮询过程中，计算机CPU资源被大量占有的情况，而中断方式的使用能够对计算机软件系统的实时性、实用性得到满足。 2.2任务组织和存储映像规划 在完成对独立任务的划分后，受到数据转换和任务逻辑关系的影响，系统的组织方式也会发生一些不同的变化，嵌入式实时操作系统对任务的组织管理有着决定性的作用。因为嵌入式操作系统的重要应用程序是保存在ROM和FLASH中的，所以选择软件系统必须要做好规划，完成优化的处理，这样对于系统协调运行才能起到有效的保障作用。作为嵌入式系统布局的重要组成部分，存储映像的规划和存储器功能是整个布局的重点，需要从物理零地址中调取出嵌入式实时软件的程序指令，在物理地址上进行代码设置。 2.3应用程序的实时性和任务调度 在嵌入式实时软件的实时性上，应该尽量使用软实时性，其作用就是容许系统在可控时间内出现操作延迟。对任務的调度应该尽量选择那些基于优先级的调度方式，如果在优先级的软件系统上运行了较多的任务内核，要及时他进行调整，根据任务的紧急程度来增加优先级，还要进行必要的任务拆分，减少关键任务的响应时间。 2.4系统初始化 嵌入式实时软件的设计开发中，需要对软件系统的初始化执行进行充分详细的考虑和分析，初始化的代码需要编写在嵌入式操作系统的底层硬件和微内核之间的硬件抽象层，以方便系统初始化和引导的正常进行。作为嵌入式实时软件系统中的一部分，BIOS将会通过设定好的固定指令对系统的初始化工作进行正确的运行。 3 嵌入式实时软件开发的前景展望 嵌入式系统中包含了微处理器、I/O端口、图形控制器以及编程部分，具有实时、多任务的能力。因此实时性、易控性、可操作性等方面比传统的pc系统有较大的优势，具有非常广泛的应用场景和应用领域。 通过对嵌入式实时软件设计方法的分析，我们也能够看出，嵌入式实时软件对计算机应用系统的设计和软件系统中层次化模块结构的设计上都起到了推进性的作用。在实现嵌入式实时操作系统与计算机应用程序以及底层硬件的结合方面，嵌入式实时软件能够更好地完成运行功能和运算任务。当然，嵌入式实时软件的设计和开发也需要硬件平台的支持，其对硬件平台的依赖性还是很强的，这就需要在计算机应用系统的设计开发过程中，对软硬件之间的关系进行合理的规划和安排。 4结语 嵌入式实时软件的应用对于计算机应用系统的设计来说是一次重要的改革和突破，它让计算机的运行环境有了更强的融合性与兼容性，这项技术的贡献也远远不仅于此，它在软件设计的灵活性、可靠性、可操作性上也得到了极大的加强，而且其对操作速度的有效提升所带来的影响也是不可估量的。总体来说，嵌入性实时软件对于我国现阶段的软件设计行业来说，提出了新的需求和问题，对于整个行业的发展来说都有着很高的积极意义。 参考文献： [1] 余耀.解析计算机软件设计中嵌入式实时软件的应用[J].中国新技术新产品，2014（8）. [2] 马宇驰.计算机软件设计中嵌入式实时软件的应用探析[J].信息通信，2014（4）. |
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