嵌入式应用系统软件设计技术研究

2013-08-15罗兴荣

科技视界 2013年15期

罗兴荣

（恩施职业技术学院，湖北恩施 445000）

所谓嵌入式的应用系统就是指在应用系统的运行过程中，计算机系统不是作为其主要系统而存在，而只是将计算机系统作为整体应用系统中的一个重要的组成部分将其嵌入到整体的应用系统当中。在比较简单的嵌入式的实时应用系统当中，利用一个简单无限循环的设计就能够实现最初的控制目的，不过随着时代的发展，计算机技术的不断进步，对应用系统的要求也在不断的提高，使得应用系统的体积在急剧的增长当中，应用系统程序设计的复杂程度也是与日俱增，相对简单的程序控制方法已经完全无法满足用户对其的需要，而嵌入式应用系统的出现则恰好的解决了这个难题。

1 嵌入式应用系统软件的特点

嵌入式的应用系统相较于一般的应用系统而言有其特殊的地方，它拥有一些其他应用系统所不具备的特殊性质。

首先，嵌入式的应用系统相比较简单组合的应用系统而言体积要小许多。在现代智能化的设备仪器当道的时候，生产商和用户对商品的体积和所需要花费的成本等因素要求更高，一般都要求将计算机的控制部分合理的安装在系统的内部，同时要求系统所占用的产品空间能够尽可能的小，保证有限的空间得到无限的利用，最大限度的提高产品的综合价值。

其次，嵌入式应用系统比一般的应用系统而言性价比相对比较高。嵌入式的应用系统在开发的过程中需要的开发周期比较短，而性能却比开发周期长的一般应用系统要优越的多，使得具备嵌入式的应用系统的产品拥有比较好的性价比，这也是这类产品能够在市场上占据优势地位的关键之所在。

再次，嵌入式系统相比较一般的应用系统而言具有存储量相对较小的缺点。因为嵌入式的应用系统一般是没有硬盘等类似的设备作为其储存数据的设备，而是用ROM或者Flash Memory作为其用来存储数据的介质，但Flash Memory一般来说价格都十分昂贵，而嵌入式的应用系统又被要求将其体积做成尽可能小的程度，使得嵌入式应用系统能够用来存储数据的容量十分的小。除此之外，速度比较慢的一些硬盘设备也不能够满足需要实时嵌入一些需要的应用这一要求。

最后，嵌入式应用系统的实时性相对而言比较强。嵌入式的系统一般是作为应用系统的关键部位而存在的，因此其对时间的掌握具有比较严格的要求。在一些嵌入式的应用系统当中，当使用的时间超过了一定的界限之后，即使是能够得到需要的结果，所得到的结果能够产生的效果与没有得到结果基本上可以说是一样的，这使得应用系统不但是没有产生作用反而会受到一定的危害。

2 嵌入式应用系统软件的设计思路

简单版本的嵌入式应用系统在使用的过程中可以不涉及操作系统，但是当应用系统需要设计的功能比较复杂的时候，对系统应用软禁所进行设计是相当复杂的。而嵌入式操作系统的存在，使得应用系统的目标软件与使用的硬件之间产生了一座沟通的桥梁，该桥梁的存在能够最大程度的将系统设计的复杂程度降低。因此，在很多时候都会讲嵌入式的操作系统作为对应用软件进行开发、设计与运行平台，从而支持软件应用系统能够进行正常的开发与运行。也就是说，嵌入式的操作系统是作为应用软件与系统拥有的硬件之间存在的一个虚拟的视图，从而能够将目标的应用软件与硬件中的系统进行隔离，有效的减少了作为目标的应用软件对底层的硬件存在的依赖，这样既可以增强应用软件未来可移植的概率，也在一定程度上减少了应用软件在设计过程中的复杂性。

嵌入式的操作系统能够提供任务管理和调度等多种功能，还能够有效的管理系统中的资源。在设计或者对嵌入式操作系统进行移植的时候，应该将系统对硬件所产生的依赖部分转化到位于底层的设备驱动程序上面，这些设备驱动程序在这个时候只是提供给系统一个虚拟的视图，在此之后再由微内核提供将以上系统合并在一起的有效机制，这样既可以简化内核所可能拥有的复杂程度，又能够进一步缩减内核可能拥有的体积。为了方便使用，就应该进一步的提高系统拥有的可维护性和可扩展性，让目标的硬件相关的代表都被封装成为软件包的样式，方便开发者能够对其替换的产品进行定制，而定制与替换的过程都只是对微内核所包含虚拟视图进行合理的增加或删减，相应的只需要对硬件的抽象层进行改变而不会影响微内核所包含的其他功能，这样也能够方便将系统在不同的硬件环境中进行移植操作。而应用系统也可以从这种分层式的体系结构中获得极大的益处。

对嵌入式系统软件进行设计的时候，关键是要有可以使用的工具包。而在不同的系统开发阶段需要有不同的工具包供给使用。在早期的嵌入式应用系统进行设计的时候，首先供给使用的就是内部的电路模拟器。所谓内部模拟器就是插在微型的处理器与总线之间的电路当中，开发者能够通过这种内部模拟器来控制系统所有的输出输入和微处理器所进行的运作。因为系统的内部电路所使用的模拟器是一种异物，极其容易引起应用系统的不稳定。不过开发者却能够清楚的观察到位于系统最底层的活动，从而简单的消除了对底层的系统软硬件所产生的猜测。