嵌入式实时软件在计算机软件设计中的应用研究

甘蓉

（陕西工业职业技术学院 陕西 咸阳712000）

嵌入式实时软件在计算机软件设计中的应用研究

甘蓉

（陕西工业职业技术学院 陕西 咸阳712000）

随着我国信息化进程加快，计算机水平不断提升，计算机软件被广泛应用于各个领域中。嵌入式实时软件应用于计算机软件设计中，便于实时处理计算机软件故障，进一步简化计算机软件设计流程，达到提高计算机软件系统运行质量的效果。本文简要阐述嵌入式实时软件受影响的主要原因及特点，分析计算机嵌入式软件的开发流程及设计要求，利用软件设计实例介绍其软件、硬件设计要点，进一步阐述嵌入式实时软件的开发和应用前景，以期为类似软件设计和开发研究做出重要借鉴和参考。

嵌入式实时软件；计算机软件；软、硬件设计；开发流程

近些年，随着信息技术、科学技术水平不断发展，计算机成为大众生活中重要的一部分，在计算机系统中嵌入式软件占据主导地位，在软件设计环节发挥着巨大作用。顾名思义，嵌入式实时软件不单单对其是实时性有明确的要求，同时，嵌入式软件建立过程中若出现一点与时间相关的错误，会直接影响整个嵌入式软件运行情况。因此，设计计算机嵌入式软件过程中，必须对设计时间展开分析和验证，确保所设计软件的合理性。设计计算机软件过程中，结合嵌入式实时软件的热点，能有效提升计算机软件系统的稳定性及可靠性。本次研究以嵌入式实时软件为依据，探讨在计算机软件设计中应用嵌入式软件的开发流程，运用实例阐述软件、硬件、C++语言等设计情况，进而介绍嵌入式实时软件未来的开发和应用前景，以期本次研究对开发计算机嵌入式软件系统提供一定的指导。

1 嵌入式实时软件影响因素及特点

1.1 嵌入式软件主要影响因素

嵌入式实时系统作为计算机系统常用的操作方式，其主要受到时间、工作环境等方面的影响[1]。时间是嵌入式实时系统无可替代的管理资源，实际运行中不同任务的调配、调度信息均要在系统设定时间内完成。同时，软件运行时期，系统运行时间错误会导致整个计算机系统运算错误。因此，时间是嵌入式实时软件运行的基础，其准确性对计算机系统运行情况产生直接的影响。工作环境作为嵌入式系统重要的组成内容，只有提供安全、稳定的工作环境，才能保障嵌入式实时软件稳定的运行[2]。同时，如果系统出现运行故障或错误操作，嵌入式实时软件能提供应有的服务，使得这种软件在日常生活、办公设施、软件开发等领域广泛应用。嵌入式软件时限主要包括十分严格、比较严格、宽松3种状态，若无法达到时限要求，会给系统带来不可估量的影响，这属于十分严格时限[3]。若时限一到，任务所产生的结果无法使用，且造成的不良后果并不严重，此时，其属于比较严格时限。当时限不属于以上两种情况，则该时限为宽松状态，宽松时限所造成的影响会因时间推移不断减少。

1.2 嵌入式实时软件的特点

嵌入式实时软件与居民的日常生活联系非常密切，日常生活常见的通信设施、电器系统均由嵌入式系统组成，例如:手机、数码相机等。嵌入式实时软件作为一个运作平台，无法独立展开软件开发操作，必须配备其他硬件及软件，这种软件具备良好的控制能力，在计算机软件设计中具有广阔的发展空间[4]。嵌入式实时软件在计算机软件中，主要用于动态分配、预测指令等设计中，通过上述操作，进一步提升软件的处理能力和速度，加强计算机软件系统的可靠性[5]。嵌入式软件的核心技术为微处理器，一般的计算机软件，其硬件与软件通常无法兼容，这会导致使用者非常不方便。若计算机软件设计中使用嵌入式软件，它可以保障软件的硬件与软件能够同时使用，并支持多种任务一同使用的要求。当任务结束时，也可同时将多个运行中的软件关闭，由此表明，嵌入式实时软件具有较好的兼容性能。同时，嵌入式实时软件具有较强的专业性和实用性，所以，它能够及时全方面了解人们操作中遇到的各种难题。若在计算机软件设计中运用嵌入式实时软件，能在一定程度上减少软件的缺陷，进而提升整个软件系统的质量[6]。嵌入式实时软件应用在计算机系统中，通过应用程序合理控制计算机软件系统运行情况，利用计算机系统实现嵌入式实时程序软硬件的交互，实现保护、软件修复和检测等功能[7]。

2 嵌入式软件开发流程及要点

嵌入式实时软件能采用程序设计的方法，恰当融入被设计对象中，根据设计对象的实际需求，促使软件设计、调试向着更加独立、安全的方向发展，进一步提高软件设计的质量，真实展现嵌入式实时软件在计算机软件设计中的优势。同时，计算机软件中加入嵌入式实时软件，能有效降低软件设计失误率，消除一系列潜在的安全隐患和缺陷，提供计算机软件系统的安全性[8]。软件开发流程见图1。

图1 计算机嵌入式软件开发流程

根据嵌入式实时软件，设计计算机维修保护设施，能有效提升计算机软件产品的质量。本次计算机软件设计过程中，会应用到C++语言、IO设备、ARM等。开发计算机嵌入软件主要划分为3个阶段，1）应综合分析设计需求，明确计算机软件必须具备的功能。同时，根据设计需求加强软件的管理工作，落实开发各个环节的管理工作。2）软件设计、代码生成等环节，应遵循嵌入式设计理想，实现实时控制计算机系统的目的[9]。软件实施模块化处理过程中，必须开发子模块结构，在代码或测试环节，进一步规范模块程序的开发过程，便于准确指向相应得开发任务[10]。3）设计相应的任务地址，确保计算机软件满足时效性要求。

3 嵌入式实时软件应用在计算机系统中设计实例

3.1 设计系统硬件

根据嵌入式实时软件要求，综合分析计算机软件中硬件配置情况。本次所设计的嵌入式实时计算机软件选用AT91RM90200微处理器，它是基于ARM920T内核针对通信领域、系统控制开发的新型处理器，它的片内集成RS232、CANBUS，配备以太网、USB等通信接口，能满足不同通信规格的要求，便于处理器对其进行同步控制[11-12]。同时，在该系统中，也能快速实现事件突发访问功能，从而提升计算机嵌入式软件的响应实时性。微处理器构成见图2。

图2 AT91RM90200微处理器主要构成部分

3.2 设计系统软件

计算机软件中设计的嵌入式实时软件，从软件设计层面分析，要面向模块展开设计，从而提升计算机软件设计的开发能力，重点控制该软件的操作流程。进行软件设计过程中，最重要的组件接口，可以依据计算机软件系统，接入相应的服务信息，或构建高级组件系统[13]。这种高层次组件具有独立性、重用性强等优点，在计算机软件系统中加入嵌入式实时软件，有助于提升计算机软件的独立性和实时性。

3.3 程序实现代码

随着嵌入式实时操作系统的广泛使用，高级语言编程成为设计嵌入式系统的重要组成部分。因汇编语言与相应的微处理器硬件结构存在密切的联系，具有移植性较差的弊端，不便在软件中重复使用[14]。高级编程语言通用性较强，且方便推广、维护，因此，使用高级编程语言具有诸多应用优势。现阶段，嵌入式系统设计和开发中使用的编程语言种类较多，但只有少数语言得到广泛应用。其中，最常用的是C和C++。C++是在面向对象程序、结构化等方面对C的改进形式，本文计算机软件系统开发过程中，采用C++语言对软件进行编程，部分实现代码如下：

4 嵌入式实时软件开发前景

嵌入式实时软件开发及应用过程中具有便捷性、高效性的特点，同时，这种软件可以在众多计算机软件设计中普遍使用，表明其具有良好的使用价值。它的应用价值也为嵌入式软件的开发工作开辟新的应用前景。同时，由于嵌入式实时软件实际设计中具有较强的灵活性和交互性，对系统的实时操作能力产生重要的影响[15]。分析嵌入式实时软件可知，其主要设计特点为软件具有实时性、易控性和便于操作等特点，同时，这种嵌入式实时软件的应用促使计算机设计具有突破性进展[16]，但进行设计时必须注意其实际开发过程中，它对硬件平台具有极强的依赖性，这需要研究者对软件规划、硬件关系展开合理的规划，并做好软件的测试和维护工作，从上述方面维护并保障嵌入式软件的质量。综上所述，对计算机软件进行设计过程中，开发嵌入式实时软件不仅能提升软件设计的效率，也能改善并修改软件设计中的复杂问题，从而提升整个软件产品的质量水平，充分证明嵌入式实时软件拥有广阔的开发和应用前景。

5 结 论

总之，在计算机软件设计中应用嵌入式实时软件，设计合理的软件和硬件，根据系统的结构分层设计相应的实现代码，促使软件系统设计更加简化、灵活，从而提高计算机软件的实时性和可操作性，确保软件多项操作功能。本次研究以嵌入式实时软件影响因素、特点、开发流程等方面展开分析，以实例验证嵌入式实时软件在软件、硬件等设计要求和特点，由设计软件实例可知，嵌入式实时软件能够增加计算机软件的信息量，促使其满足现代信息化发展要求。

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[4]郝颖.嵌入式实时软件在计算机软件设计中的探究试论[J].信息与电脑，2015，17（8）:23，26.

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[6]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，2014，16（4）:104.

[7]李俞聪.嵌入式实时软件在计算机软件设计中的应用[J].软件导刊，2016，15（3）:113-114，115.

[8]刘凯英.计算机软件设计中嵌入式实时软件的应用设计[J].数字技术与应用，2015，19（5）:168.

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[12]宫婷.计算机软件设计中嵌入式实时软件的应用探究[J].中国外资（上半月），2013，25（12）:280.

[13]刘传文.嵌入式实时软件在计算机软件设计中的应用[J].电脑编程技巧与维护，2015，31（22）:18-19，26.

[14]谷惠敏.嵌入式实时软件在计算机软件设计中的运用分析[J].电子设计工程，2016，24（9）:169-171.

[15]曹道柱.嵌入式实时软件在计算机软件设计中的运用分析[J].计算机光盘软件与应用，2014，35（22）:94，96.

[16]施先旺，王鹏武.发动机工况实时调节软件设计[J].火箭推进 ，2012（5）：70-76.

Research on the application of embedded real time software in computer software design

GAN Rong
（Shaanxi Polytechnic Institute，Xianyang 712000，China）

Along with our country to speed up the informatization process，computer skills，computer software is widely used in various fields.In the design of embedded real-time software is applied in computer software，computer software fault，convenient for real-time processing to further simplify the design process，computer software to improve the quality of computer software system running effect.This paper briefly expounds the main cause of embedded real-time software affected and characteristics，analysis of computer embedded software development process and the design requirements,the use of the software design of hardware and software design introduces the main points,further elaborates the development of embedded real-time software and application prospect,in order to make an important reference for similar software design and development research and reference.

embedded real-time software； computer software； software and hardware design； development process

TN99

A

1674－6236（2017）16-0143-03

2016-06-20稿件编号：201606134

甘 蓉（1984—），女，陕西咸阳人。研究方向：计算机。