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隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，在越來越多的領(lǐng)域都開始應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件，在計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)計(jì)中，嵌入式實(shí)時(shí)軟件發(fā)揮著重要的作用。嵌入式實(shí)時(shí)軟件能夠?qū)τ?jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，改善軟件產(chǎn)品的缺陷和計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的使用性能。必須充分考慮嵌入式實(shí)時(shí)軟件的特點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)計(jì)，使計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性得到提高。

1嵌入式實(shí)時(shí)軟件在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中的總體運(yùn)用

1.1嵌入式實(shí)時(shí)軟件在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原理

嵌入式實(shí)時(shí)軟件在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原理主要是融合實(shí)時(shí)處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)，將實(shí)時(shí)CORBA模型建立起來。與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的遠(yuǎn)程調(diào)用中通過嵌入式實(shí)時(shí)軟件能夠?qū)崿F(xiàn)更多的設(shè)計(jì)服務(wù)，從而對(duì)計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)計(jì)模式進(jìn)行全面的優(yōu)化，使計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的獨(dú)立性、安全性和實(shí)用性得到增強(qiáng)。例如在進(jìn)行實(shí)時(shí)CORBA模型軟件的設(shè)計(jì)時(shí)就可以使用嵌入式實(shí)時(shí)軟件提供支持。

1.2嵌入式實(shí)時(shí)軟件的應(yīng)用特點(diǎn)

在計(jì)算機(jī)軟件的緩存機(jī)制、動(dòng)態(tài)分配、預(yù)測(cè)指令執(zhí)行等設(shè)計(jì)中都可以應(yīng)用嵌入式實(shí)時(shí)軟件，從而有效的提高計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)處理功能，使其更加科學(xué)合理。在計(jì)算機(jī)軟件中應(yīng)用嵌入式實(shí)時(shí)軟件主要由硬件和軟件兩部分，計(jì)算機(jī)軟件的運(yùn)行由應(yīng)用程序控制，可以通過計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)對(duì)軟件控制程序進(jìn)行編寫，使硬件和軟件之間實(shí)現(xiàn)交互。嵌入式實(shí)時(shí)軟件設(shè)計(jì)的核心就是嵌入式微處理器。通過嵌入式微處理器可以對(duì)軟件系統(tǒng)的多任務(wù)操作進(jìn)行支持，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的多任務(wù)操作。陷入式微處理器能夠?qū)τ?jì)算機(jī)存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行有效的保護(hù)。作為模塊化結(jié)構(gòu)，嵌入式實(shí)時(shí)軟件系統(tǒng)支持軟件系統(tǒng)的檢測(cè)和修復(fù)，其處理器結(jié)構(gòu)具有較好的擴(kuò)展性，而且具有低功耗設(shè)計(jì)。因此可以說，在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中嵌入式實(shí)時(shí)軟件發(fā)揮著重要的作用。

2嵌入式實(shí)時(shí)軟件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和開發(fā)流程

在計(jì)算機(jī)軟件，設(shè)計(jì)中應(yīng)用嵌入式實(shí)時(shí)軟件能夠?qū)τ?jì)算機(jī)軟件的開發(fā)流程進(jìn)行簡(jiǎn)化。第一，設(shè)計(jì)人員要對(duì)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的需求進(jìn)行分析，從而對(duì)嵌入式實(shí)時(shí)軟件的設(shè)計(jì)需求進(jìn)行解析。其次，以此為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，將應(yīng)用程序代碼編寫出來。最后，設(shè)計(jì)人員要測(cè)試計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的性能，對(duì)計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化和完善。在這個(gè)過程中，嵌入式實(shí)時(shí)軟件的應(yīng)用能夠使開發(fā)流程更加簡(jiǎn)潔流暢，使計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效率和可靠性得到提升，從而使嵌入式實(shí)時(shí)軟件在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用水平得到不斷的提升。值得注意的是，在應(yīng)用嵌入式實(shí)時(shí)軟件時(shí)必須嚴(yán)格遵守計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)計(jì)流程，有效地減少人為設(shè)計(jì)失誤。要注意分離計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)和硬件結(jié)構(gòu)，這是為了是計(jì)算機(jī)軟件對(duì)硬件的依賴性得到降低，從而使計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和可靠性得到提高。與此同時(shí)，在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中應(yīng)用嵌入式實(shí)時(shí)軟件還可以實(shí)現(xiàn)初始化的軟件數(shù)據(jù)和格式化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對(duì)硬件設(shè)備和軟件資源進(jìn)行直接操作。

3計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中嵌入式實(shí)時(shí)軟件的具體應(yīng)用

3.1劃分任務(wù)

作為嵌入式系統(tǒng)的最高層，應(yīng)用軟件對(duì)于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能有著重要的作用。在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中，任務(wù)管理、任務(wù)控制、任務(wù)間通信、任務(wù)互斥與同步、資源管理等功能都要靠嵌入式RTOS微內(nèi)核來實(shí)現(xiàn)，因此計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用程序的基礎(chǔ)平臺(tái)就是嵌入式RTOS微內(nèi)核。以嵌入式實(shí)時(shí)軟件為基礎(chǔ)，可以合理劃分計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)，使其成為若干個(gè)獨(dú)立任務(wù)，從而對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行協(xié)調(diào)，對(duì)嵌入式RTOS模型進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)化。在對(duì)任務(wù)進(jìn)行劃分時(shí)，必須對(duì)應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換進(jìn)行深入的分析，將數(shù)據(jù)并行轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)執(zhí)行順序確定下來，從而進(jìn)行任務(wù)的轉(zhuǎn)換和劃分。任務(wù)劃分的主要因素就是計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信的異步關(guān)系，可以從兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。第一，系統(tǒng)內(nèi)部功能，也就是將計(jì)算機(jī)軟件的并行任務(wù)劃分為，周期任務(wù)、異步和同步任務(wù)、應(yīng)用控制任務(wù)、用戶接口任務(wù)的并將同一時(shí)間段完成的系統(tǒng)功能，和事件激活任務(wù)，進(jìn)行整合，使其成為一個(gè)任務(wù)，使用相同的事件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，對(duì)計(jì)算機(jī)軟件資源進(jìn)行共享。第二，使用應(yīng)用程序輪詢和中斷方式來對(duì)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的I/O事件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。這是由于大量的計(jì)算機(jī)CPU資源都會(huì)被應(yīng)用程序輪訓(xùn)所占有，因此使用中斷方式可以滿足計(jì)算機(jī)軟件，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和實(shí)用性要求。

3.2任務(wù)組織和存儲(chǔ)映像布局

在對(duì)獨(dú)立任務(wù)進(jìn)行劃分之后，任務(wù)組織方式會(huì)受到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換關(guān)系和任務(wù)之間邏輯關(guān)系的影響，就是操作系統(tǒng)，決定了任務(wù)的組織和管理功能。嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序，主要是在ROM和FLASH中保存，因此必須對(duì)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的布局進(jìn)行優(yōu)化，從而保障系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行。存儲(chǔ)映像的布局和存儲(chǔ)器的使用是計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)布局的重點(diǎn)，計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)要將程序指令從物理零地址中調(diào)取出來，并將執(zhí)行代碼設(shè)置的物理地址上。

3.3應(yīng)用實(shí)時(shí)性和任務(wù)調(diào)度

有軟實(shí)時(shí)性和硬實(shí)時(shí)性兩種嵌入式實(shí)時(shí)軟件的實(shí)時(shí)性，軟實(shí)時(shí)性可以允許一定的時(shí)間延遲。盡量選擇基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)度方式來進(jìn)行計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度。如果優(yōu)先級(jí)的軟件系統(tǒng)具有較多的任務(wù)為內(nèi)核，為任務(wù)的緊急程序?yàn)楦鶕?jù)增加優(yōu)先級(jí)級(jí)數(shù)，并對(duì)任務(wù)進(jìn)行拆分，從而使關(guān)鍵任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間減少。

4結(jié)語(yǔ)

在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中，應(yīng)用嵌入式實(shí)時(shí)軟件能夠提高計(jì)算機(jī)與現(xiàn)實(shí)環(huán)境的交互性，以及靈活性，其具有易控性和可操作性，能夠使計(jì)算機(jī)操作更加快捷，從而推動(dòng)計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)計(jì)，促進(jìn)計(jì)算機(jī)科技的創(chuàng)新。

作者：李玉榮 單位：濮陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院