摘　要：

摘　要：隨著社會經(jīng)濟和科學技術的不斷發(fā)展，計算機應用已經(jīng)在人們的生活、學習和工作中得到了推廣與普及。計算機應用模式也在此期間內(nèi)完成了由主機和個人機模式向普適計算模式轉變和發(fā)展的過程。普適計算模式與人們的現(xiàn)代化生活需求最為符合，而其中的嵌入式系統(tǒng)可以滲入到人們生活、學習和工作的各個方面，在很大程度上提高了人們的生活質量。但是，以往所使用的傳統(tǒng)嵌入式實時軟件已經(jīng)無法與當前的發(fā)展環(huán)境相適應，因此，本文將對嵌入式實時軟件的構件化開發(fā)技術進行分析與研究，希望能夠為相關人員提供一些參考與建議。

關鍵詞：

關鍵詞：嵌入式　實時軟件　構件化　開發(fā)技術

    嵌入式實時軟件在通常情況下都是應用于具有對實時計算有嚴格要求的執(zhí)行任務的物理計算設備中�，F(xiàn)階段，其已經(jīng)在對任務的執(zhí)行時間以及失效影響有著高要求的諸如航空航天、汽車電子等領域得到推廣與應用。嵌入式實時軟件長期受到自身特殊性的影響，在其設計和開發(fā)的過程中采用的是一直都是過程化技術，且運行在專用的硬件及操作系統(tǒng)上，需要考慮的主要方面是運行的效率、資源的利用率以及硬件的集成，而對模塊化及復用性方面考慮的較少。不過隨著嵌入式實時軟件的開發(fā)與發(fā)展，其構件化開發(fā)技術逐漸被應用且越加受到重視，因此需要加大對其進行分析和研究的力度。

1　嵌入式實時軟件構件化開發(fā)技術概述

嵌入式系統(tǒng)指的是在具有具體應用功能的專用系統(tǒng)通常情況下都會有較強的成本敏感性。它的硬件及軟件都需要經(jīng)過高效的設計，通過去陳冗余等，努力提高相同面積硅片的性能。傳統(tǒng)嵌入式軟件基于上述因素的考慮，一般都會盡可能的對代碼量進行壓縮，從而使軟件資源的需求降低。這種做法容易導致大多數(shù)的嵌入式軟件出現(xiàn)結構緊密度增加，可讀性和可移植性變差的情況。但是，在實際的發(fā)展過程中，嵌入式系統(tǒng)隨著硬件技術的不斷發(fā)展與進步，其所具有的資源已經(jīng)非常充足，在這種背景下，其已經(jīng)具備對傳統(tǒng)嵌入式軟件進行改造的條件。

嵌入式實時軟件的構件化開發(fā)技術指的是促進軟件復用性提高的一種軟件開發(fā)技術，其是以分布式、護展性、封裝性以及復用性四者的相結合為主要構架思想，它的主要技術有EJB、COM以及CORBA等。嵌入式實時軟件的構件化開發(fā)技術是基于模塊化的系統(tǒng)、結構化的設計以及針對對象技術發(fā)展而來的，其主要是利用已經(jīng)成功開發(fā)并通過驗證的軟件構件，對軟件開發(fā)的資源投入進行減少，促進軟件質量的提高。

構件化的嵌入式實時軟件的構成部分主要是一組軟件構件，由一個或是多個構件組成一個完整的全新應用，而這個新應用也可以利用自身的構件，對軟件的復用性進行提高。由此可以看出，傳統(tǒng)嵌入式軟件對專用性要求較高，軟件和應用需要一一對應，而構件化的嵌入式實時軟件則具有較高的組合性，大大的提高了其自身的復用性和擴展性。

2　嵌入式實時軟件進行構件化的開發(fā)與改造

嵌入式系統(tǒng)所具有的種類較多，因此，與其是對應關系的嵌入式實時軟件也同樣具有種類較多和結構復雜的特點。根據(jù)嵌入式實時軟件的不同功能和所在層次可以分為硬件驅動、嵌入式操作系統(tǒng)以及應用程序三種。由此得出，對嵌入式實時軟件進行構件化開發(fā)與改造可以采用如下三種方式：基于層次的構件、基于功能的構件化以及基于應用對象的構件化。

2.1　驅動構件的開發(fā)與改造

基于構件化對驅動程度進行開發(fā)與改造之后，驅動構件應該進行上層訪問接口的提供，并以對Linux系統(tǒng)的設備驅動程序進行管理的方式為參考對設備驅動程序進行分類，主要有字符和塊兩類設備，驅動構件所提供的上層訪問接口也同樣分為這兩類。在操作系統(tǒng)中，驅動管理構件可以利用接口進行加載驅動構件、管理硬件資源等操作。驅動構件的動態(tài)加載及卸載操作使嵌入式系統(tǒng)的驅動程序實現(xiàn)了單獨升級操作，驅動程序的構件化改造對其自身的內(nèi)部細節(jié)進行隱藏，確保修改驅動程序不會對驅動構件造成影響。此外，以針對編程為出發(fā)點，驅動程序的構件化改造實際上也可以看作是對硬件設備的抽象化，用戶所使用的是字符和塊的兩種統(tǒng)一設備，其各設備中的驅動構件已經(jīng)融進中斷處理程序，因此縮減了位于底層部位中斷管理用戶的操作步驟。

2.2　核心構建的開發(fā)與改造

核心構件主要指的是構件化改造嵌入式的實時操作系統(tǒng)。這個操作系統(tǒng)的主要功能是對任務進行管理，其功能主要表現(xiàn)為：第一，按照構件所具有的自描述信息進行構件化運行空間的生成，如加載驅動構件所需要的緩沖區(qū)；第二，構件之間所具有的通信機制，如構件在運行狀態(tài)下的監(jiān)控和錯誤報告；第二，構建所具有的干預機制，如對錯誤狀態(tài)進行強行終止的構件。

構件化操作系統(tǒng)的開發(fā)與改造主要是針對操作系統(tǒng)的核心部分，將該部分分別進行構件化改造，使其在運行狀態(tài)下處于內(nèi)核態(tài)，而用戶程序則處于用戶態(tài)，同時在操作系統(tǒng)中運用構件化思想，可以對其接口進行統(tǒng)一化、規(guī)范化的管理，這樣就可以避免不安全用戶的操作對操作系統(tǒng)運行產(chǎn)生不良影響，進而促進了嵌入式實時操作系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性的提高。對于操作系統(tǒng)中諸如抽象化硬件資源等的非核心部分，可以在構件化改造的過程中將其設置為用戶態(tài)，或是將其直接置于底層驅動構件。

2.3　應用構件的開發(fā)與改造

隨著科技的發(fā)展，嵌入式實時系統(tǒng)所具有的功能復雜性也得到了提高，其中的嵌入式實時軟件的功能也逐漸增多，但是在實際的運行過程中，其功能的使用頻率是不盡相同的。通過構件化思想的利用，可以對構件進行動態(tài)的調動：根據(jù)不同的功能對應用軟件進行構件化改造，使其中的應用構件通過核心構件管理，運用動態(tài)的方式將其調入到內(nèi)存執(zhí)行中，使用頻率較高的應用構建通常情況下都存在于內(nèi)存當中，其可以隨時進行運行或是轉入內(nèi)核態(tài)，對系統(tǒng)的運行效率有著提高的作用；而使用頻率較低的應用構件則只要在需要運行時才進行調入操作，這樣可以節(jié)省系統(tǒng)的資源。

3　構件化開發(fā)技術對嵌入式實時軟件性能所產(chǎn)生的影響

構件化開發(fā)技術的應用使整個嵌入式系統(tǒng)通過集線器連接在一起，嵌入式設備為測試實驗提供了相關的硬件資源，在設備上進行運行的軟件系統(tǒng)主要有硬件驅動、嵌入式操作系統(tǒng)以及應用程序三種。另外，在系統(tǒng)中還連入了一臺PC機，又因為集線器可以無條件廣播所有收到的通訊，因此與系統(tǒng)相連接的所有設備的通訊都可以對彼此進行顯示，，而PC機中具有監(jiān)控軟件，能夠對整個系統(tǒng)的通訊進行監(jiān)控。

    構件化改造協(xié)議棧會對協(xié)議棧的性能產(chǎn)生影響，這是由于協(xié)議構件化后，其構件對內(nèi)存進行調動以及拷貝數(shù)據(jù)的次數(shù)都會有所增加，進而對協(xié)議棧的性能造成影響。但是，構件化改造對協(xié)議工作流程并沒有產(chǎn)生影響。利用構件化改造可以對嵌入式實時軟件的可配置性、可移植性和可靠性進行提高，對嵌入式實時軟件的各個應用尺寸進行精簡，大大的節(jié)約了其儲存的空間。

4　結語

    綜上所述，按照嵌入式實時系統(tǒng)的特點，對嵌入式實時軟件進行構件化的改造，通過底層驅動以及操作系統(tǒng)的構件化改造，可以有效的促進其可移植性和安全性的提高；通過構件化改造應用層軟件，可以有效的促進其可配置性的提高，與此同時還可以對軟件系統(tǒng)的應用體積進行合理的縮減。通過構件化開發(fā)技術的使用，對嵌入式實時軟件的性能進行完善，提高軟件的質量。

參考文獻：