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摘要：現(xiàn)在，由于科技的發(fā)展越來越迅速，電腦軟件技術(shù)上的造詣越來越完整，在這個現(xiàn)代化的時代里，軟件應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)成為人們學(xué)習(xí)、工作和日常生活中的非常必要的用具。而軟件技術(shù)作為計算機(jī)上的最主要的技術(shù)，高效性和品質(zhì)性能等都和軟件的使用有著強(qiáng)聚合聯(lián)系。而嵌入式的實(shí)時軟件技術(shù)可以使計算機(jī)軟件在設(shè)計層面上有更大的改變，進(jìn)一步升華。根據(jù)這門技術(shù)，將分別對嵌入式實(shí)時軟件技術(shù)框架、嵌入式技術(shù)的特點(diǎn)和性能及其任務(wù)以及主要應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

關(guān)鍵詞：嵌入式實(shí)時軟件技術(shù)；核心技術(shù)；設(shè)計要領(lǐng)；主要應(yīng)用

1嵌入式實(shí)時軟件技術(shù)框架

1.1結(jié)構(gòu)化框架

作為嵌入式實(shí)時技術(shù)中發(fā)展最為良好的一種框架結(jié)構(gòu)，最為常見的有兩種類型，首先是單任務(wù)處理，其次是多項任務(wù)。單任務(wù)相對顯著的特點(diǎn)體現(xiàn)在下面幾個方面：高效率地運(yùn)行、少量的資源占用、簡單的整體架構(gòu)、不需要操作性通的支持等。及時單任務(wù)處理的優(yōu)點(diǎn)有很多，但是它的缺點(diǎn)也是非常明顯的，比如說在進(jìn)行任務(wù)處理的時候，優(yōu)先級并不是存在于多項任務(wù)之間進(jìn)行處理的，甚至即便是有一些比較緊張的任務(wù)，也不可以搶先進(jìn)行處理，都需要排隊等待處理。因此，單項任務(wù)處理使該框架只能處理一些相對比較簡單的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用。而多項任務(wù)處理作為最基本的單元操作，實(shí)時軟件系統(tǒng)提供任務(wù)之間的交流。處理多項任務(wù)時，其核心的環(huán)節(jié)就是對任務(wù)進(jìn)行分化，現(xiàn)在廣泛通用的一種設(shè)計方法就是實(shí)時軟件分析技術(shù)，究其根本來說，這種設(shè)計模式架構(gòu)廣泛地應(yīng)用于嵌入式軟件技術(shù)中，詳細(xì)說就是分析任務(wù)的關(guān)聯(lián)性，其主要憑證便是時間的特性，相應(yīng)的任務(wù)中處理相應(yīng)的模塊，使之合理運(yùn)用。之所以說多任務(wù)處理模式可以有效地提高軟件開發(fā)者的開發(fā)效率，并且會大大地提高開發(fā)出的軟件成品的質(zhì)量，那是因?yàn)榭梢越柚鶵TOS來實(shí)現(xiàn)多任務(wù)框架處理。

1.2框架的構(gòu)件

構(gòu)件作為構(gòu)件化軟件框架的最核心的構(gòu)造單位，其交互需要憑借其結(jié)構(gòu)框架之間的關(guān)系實(shí)現(xiàn)。而在實(shí)現(xiàn)交互的構(gòu)件中，僅僅是接口將已知信息定義好。從根本上來說，構(gòu)件可以合理地分離各種不同功能的接口，單個構(gòu)件在修正或者改變自身的情況時，并不對它本身的構(gòu)件造成什么影響，只是影響一些對接互的實(shí)現(xiàn)行為，所以說構(gòu)件化軟件框架的擴(kuò)展性是極高的。為了保證其高效性，其中一種方法就是完成分化的時間是盡量節(jié)省的，可以使用中間件去屏蔽大量的細(xì)節(jié)上的內(nèi)容。中間件是在構(gòu)件化的軟件框架中的及其關(guān)鍵的部件，可以作為主線來起作用，與其相關(guān)的各種構(gòu)件都可以運(yùn)行于相關(guān)的中間件上。CORBA作為嵌入式軟件架構(gòu)中的使用最為廣泛的設(shè)計模式，OMG協(xié)調(diào)定制其應(yīng)用程序范圍，DCE便可以通過該途徑實(shí)現(xiàn)軟硬件之間的完美嵌入。CORBA作為一種公共的軟件結(jié)構(gòu)跨年，是因?yàn)镺MG是一種非盈利。其中就有輸出服務(wù)作用在構(gòu)建模型中，甚至是有且只有輸出服務(wù)，所以構(gòu)件化的軟件框架牟星的一個顯著特點(diǎn)便是將問題靈活自如地切換。

2嵌入式實(shí)時軟件技術(shù)的特點(diǎn)

嵌入式實(shí)時軟件技術(shù)其實(shí)和人們?nèi)粘Ｊ褂玫能浖畈欢?，最大的區(qū)別就是其實(shí)時性方面，因此，由于該特點(diǎn)的出現(xiàn)，嵌入式實(shí)時軟件技術(shù)就出現(xiàn)了更多不同于日常所見的軟件的區(qū)別。

2.1實(shí)時性

嵌入式軟件的最顯著的特性便是實(shí)時性，實(shí)時性也是不同于一般軟件的最直觀的區(qū)別，在需求分析和軟件開發(fā)的過程中，實(shí)時性是不可或缺的，尤其是針對那些極其有難度的程序設(shè)計來說，必須嚴(yán)格地要求其實(shí)時性。構(gòu)件化框架在開發(fā)使用過程中，應(yīng)該在分析構(gòu)件化模型時有效地表示其實(shí)時性，為了同時滿足接口調(diào)用的實(shí)時性和構(gòu)件描述的實(shí)時性的正確性，從而可以使用和實(shí)時性基本相通的構(gòu)建模型來針對軟件的實(shí)時性進(jìn)行設(shè)計和實(shí)現(xiàn)。異步和并行作為軟件設(shè)計和軟件開發(fā)的重要問題，接近所有的程序設(shè)計都要考慮到這兩大問題，因?yàn)闉榱诉_(dá)到實(shí)時性的要求，需要考慮到各種設(shè)計、接口、操作、算法等帶來的潛在風(fēng)險，必須選擇最合理的方法來進(jìn)行最終的設(shè)計。

2.2多樣性

基本上每一種嵌入式軟件框架都是針對于某一些或者某一個用戶來根據(jù)其實(shí)際環(huán)境和應(yīng)用范圍進(jìn)行量身制定，所以軟件嵌入式的技術(shù)并不是唯一的，是多樣化地存在于軟件設(shè)計中的。它可以被靈活地運(yùn)用于各種開發(fā)環(huán)境，并且多樣化的特點(diǎn)有利于實(shí)現(xiàn)開發(fā)者和用戶之間的交互，使其更有效地達(dá)成一致關(guān)鍵點(diǎn)。但是為更進(jìn)一步滿足用戶需求，就必須繼續(xù)改善提升。

3計算機(jī)軟件設(shè)計中的嵌入式實(shí)時技術(shù)

3.1嵌入式實(shí)時軟件技術(shù)的應(yīng)用

3.1.1對任務(wù)進(jìn)行合理劃分

在RTOS中，作為最高的層級，應(yīng)用軟件使RTOS的相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計和功能實(shí)現(xiàn)的基本途徑，也是前提條件，更是一種必不可少的核心組成，占有著十分關(guān)鍵的位置。在嵌入式的應(yīng)用軟件行列里面，多部分主要功能都是需要借助微內(nèi)核的，而這些功能與其一些核心的任務(wù)存在著重要聯(lián)系，比如說任務(wù)管理、任務(wù)分配、任務(wù)交互、任務(wù)控制匹配等，可以把它看作是一種軟件開發(fā)或者說是程序的設(shè)計的一個基本平臺。嵌入式實(shí)時軟件技術(shù)可以把應(yīng)用軟件在設(shè)計時用最佳的方法詳細(xì)地劃分為幾個相對比較獨(dú)立的任務(wù)，從而會更進(jìn)一步地簡化了程序設(shè)計的復(fù)雜的步驟。甚至還可以有效地協(xié)調(diào)系統(tǒng)和程序之間的特殊關(guān)系，因此通過嵌入式實(shí)時軟件設(shè)計方法設(shè)計出來的軟件可以在系統(tǒng)中有條不紊地進(jìn)行。程序設(shè)計的轉(zhuǎn)換作為計算機(jī)軟件設(shè)計并行的集體劃分任務(wù)的重點(diǎn)分析因素，精準(zhǔn)地確定數(shù)據(jù)的載入順序和有效地確認(rèn)并行的轉(zhuǎn)換行為，從此把一個或者多條數(shù)據(jù)精確地劃分為一個合理有效的任務(wù)。在進(jìn)行軟件設(shè)計時，程序設(shè)計人員的需要著重關(guān)注的劃分任務(wù)的主要因素便是數(shù)據(jù)訪問使得異步關(guān)系。詳細(xì)的需要著重考慮的因素有下面兩種。首先是軟件的內(nèi)部功能。該功課就是把計算機(jī)應(yīng)用的程序設(shè)計進(jìn)一步劃分為同步和異步任務(wù)，用戶的接口任務(wù)，周期性任務(wù)和控制性任務(wù)，范圍約束任務(wù)，目標(biāo)細(xì)化任務(wù)等。能把激活功能和被激活的事件任務(wù)結(jié)合在一起，整合為一個任務(wù)，并且，還能應(yīng)用它把聚合性比較強(qiáng)的多個任務(wù)關(guān)聯(lián)在一起，從而整合出一個新的任務(wù)，由此利用相通事件作為引擎來促進(jìn)這些任務(wù)的完成，因此就能實(shí)現(xiàn)計算機(jī)軟件的資源共享，也能夠有效的減少程序設(shè)計中的繁瑣步驟，更好地促進(jìn)計算機(jī)程序設(shè)計的高效性。其次就是要仔細(xì)探究輸入輸出設(shè)備功能的實(shí)現(xiàn)，一般計算機(jī)軟件設(shè)計的驅(qū)動采用的是輪詢和終端的途徑來驅(qū)動輸入輸出，但是在輪流查詢的時候，會由此導(dǎo)致CPU中的資源被占用的較多，從而導(dǎo)致整體的計算機(jī)或者針對于某些系統(tǒng)的運(yùn)行速度降低。所以，為了實(shí)現(xiàn)合理的實(shí)時性特點(diǎn)，將以中斷的方式運(yùn)用于軟件的設(shè)計中。

3.1.2對任務(wù)組織形式加以確認(rèn)

在計算機(jī)的程序設(shè)計中，本身并不存在很強(qiáng)的耦合性，但是嵌入式的軟件實(shí)時技術(shù)的加入會使其獨(dú)立性的特點(diǎn)格外顯著，運(yùn)行和整合的邏輯和數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換是對相對獨(dú)立的任務(wù)的組織形式確定時要格外關(guān)注的兩個重要元素。嵌入式的程序應(yīng)用通常會存儲在Flash和ROM中，針對軟件設(shè)計時的布局優(yōu)化可以保證RTOS更加有條不紊地運(yùn)行，與此同時會更有效地發(fā)揮自身的相互協(xié)調(diào)作用。在具體的優(yōu)化步驟里，存儲映像的布局問題應(yīng)該是慎重關(guān)注的問題，當(dāng)軟件程序中的相關(guān)的命令被系統(tǒng)所調(diào)用時，嵌入式RTOS先是發(fā)出ROM請求，然后在其物理地址上進(jìn)行初始化操作，利用這種形式來處理任務(wù)不僅可以大大提升處理器對向量提取的速度，而且還可以進(jìn)一步提高計算機(jī)系統(tǒng)的執(zhí)行效率。

3.2調(diào)度實(shí)時性和時鐘通信

大多數(shù)情況下都是采用優(yōu)先級調(diào)度法對嵌入式實(shí)時軟件技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用任務(wù)和功能進(jìn)行調(diào)度的，該方法可以有效地節(jié)省系統(tǒng)對于關(guān)鍵性任務(wù)的響應(yīng)時間。假如出現(xiàn)同一種優(yōu)先級同時出現(xiàn)的數(shù)量比較多的情況的話，系統(tǒng)會自動根據(jù)同等優(yōu)先級的緊急程度來改變優(yōu)先級的高低次序，從而使那些相對緊急的任務(wù)優(yōu)先得到處理。程序設(shè)計人員在設(shè)計程序時必須要考慮到的一個因素是時鐘和任務(wù)之間的實(shí)時通信，使用嵌入式實(shí)時軟件技術(shù)可以為每一個人都專門設(shè)一唯一的特殊的時鐘服務(wù)，并且借助隊列和信號算法來完成任務(wù)和應(yīng)用軟件之間的同步，從而使得所有任務(wù)的實(shí)時性得到有效的保障，并且能夠使應(yīng)用軟件和開發(fā)程序的性能得到較大的提升。嵌入式的實(shí)時軟件技術(shù)在功能和結(jié)構(gòu)上的發(fā)展備受現(xiàn)在計算機(jī)界人士的關(guān)注，其作用不可小覷。時鐘通信和實(shí)時性軟件技術(shù)之間存在不可分割的聯(lián)系，至少在科技發(fā)展迅速，人們的需求不斷擴(kuò)張的社會里面，實(shí)時性軟件嵌入和時鐘通信的相互作用極其關(guān)鍵，進(jìn)一步催促了計算機(jī)界的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。

4結(jié)語

計算機(jī)系統(tǒng)中的軟件設(shè)計應(yīng)該根據(jù)用戶的具體需求，開發(fā)的具體環(huán)境和涉及到的服務(wù)等很多因素來制定合理的規(guī)劃，但是無論面對怎樣的情況，為保證軟件和程序設(shè)計的良好性能，都必須需要軟件具有實(shí)時性的特點(diǎn)。所以，軟件設(shè)計人員和程序開發(fā)者需要對嵌入式的實(shí)時軟件技術(shù)進(jìn)行合理的運(yùn)用，并借此來改善整體的見算計軟件的設(shè)計質(zhì)量。軟件作為計算機(jī)的核心,其設(shè)計效率和質(zhì)量直接關(guān)系到軟件的使用,通過嵌入式實(shí)時軟件技術(shù)，能夠使計算機(jī)軟件設(shè)計水平獲得大幅度提升，在未來應(yīng)該加大對實(shí)時性軟件技術(shù)的研究力度，從而更好地運(yùn)用于軟件開發(fā)領(lǐng)域。

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作者:米秋香 單位:廣州大學(xué)松田學(xué)院