嵌入式软件开发及软件架构分析

张芮

关键词：软件架构；嵌入式软件；开发模式

1引言

随着科技的快速发展，关于嵌入式软件开发技术水平也得到了良好的提升。所谓嵌入式软件，主要是嵌入式系统中的重要环节，模块化特性较为突出，可以较好地保证系统自身功能性。然而，因为多方面因素的影响，如今嵌入式软件的开发以及架构构建中还存在一定的不足，所以为了能够更好地开展嵌入式软件开发以及架构构建，需要做好合理性分析。

2嵌入式软件

这一类软件主要指的是围绕硬件嵌入的操作系统和开发工具软件。如今，对于这类软件的开发设计，所涵盖的内容有传感器、微处理器以及控制器等。针对嵌入式系统进行的研究，目前涉及得较为全面。从特征上来看，这类软件的突出表现有：有较高的可靠性、适用性以及程序代码较为精简等。嵌入式软件形式能够使软硬件之间形成紧密耦合，从而可以灵活多样化地嵌入系统。

3软件开发及架构构建问题

在进行软件开发的过程中，出于对系统资源消耗节约的考虑，进行软件编码日寸，通常会優先考虑用户使用嵌入式软件时的问题来进行研发。基于此，设计开发出来的软件在功能多样化方面就会受到一定的制约，无法有效满足用户对软件功能多元化的需求。因此，软件开发技术人员在进行开发和架构构建时，需要统筹其中的问题，并明确相关的软件设计开发思路。有关技术人员在落实这一项工作时，需要解决软件自身问题，同时需要满足用户提出的功能多样化要求，最大限度地保证开发软件在稳定性和兼容性方面都有良好的表现。针对这类问题，软件开发人员在编写嵌入式软件的系统中间层代码时，需要合理地增加新的代码，确保处理的科学性，以使软件在实际使用时能够有较好的性能和较高的效率。另外，嵌入式软件在操作和实际应用中，因为功能对接口驱动方面会存在相应的差别，基于这一问题的考虑，在进行软件开发时，对其兼容性需要进行逐步改进和优化，对于部分硬件接口，可以进行系统驱动层代码的重新编写。

4嵌入式软件开发模式分析

这类软件开发的形式，与桌面软件进行比较，还存在一定的不同。具体来讲，对于嵌入式软件进行的研发，涉及的内容需要进行统筹规划，并且对于其中的问题要进行有序解决。比如，关于代码的编译，其硬件系统不同，编译植入也需要有科学的应对，注意其兼容性以及穿插性互译。基于此，其为软件开发人员带来较大的挑战。如果没有获得良好的解决，开发出的软件系统在应用时就不够灵活，无法有效地适应市场发展需求。为了能够使信息资源的传递和交换得到最大化的实现，软件开发时，可以借助多平台研发条件以及配套交付方式进行，以提高研发的质量，同时满足用户对软件功能的需求。如今，这样的方式对该类软件的开发起到了良好的推动作用。

针对这类软件进行开发的初级阶段，最主要的是准备工作，开发涉及的内容包含相关设施和有关研发环境。同时，对于技术人员来讲，最重要的是需要依托模拟设备的反馈模块对相关代码进行逐步调试。而在这一环节中，相关人员最重要的是针对其应用程序开展编译工作，然后通过初始运行的方式对系统相应的性能进行检测，依照检测获得的结果进行改进和优化。系统开发中如果遇到漏洞和缺陷，技术人员就需要针对其修改有关的程序代码，这样反复不断修正，以使系统逐步完善。上述工作完成后，接下来进行模拟设备的反馈，技术人员针对代码进行检测时，需要注意做好相应的分类，同时在分完类别的前提下开展集成化编译，并进行有关运行和调试工作。这样的编译方式最开始是编人目标系统中，开展试运行工作，然后对于调试过程形成完整的评估数据，通过数据报告的分析，找出其中存在的问题，技术人员会针对其问题进行编码的改进和优化。

5嵌入式软件的开发方法

5.1结构化设计方法

这样的设计与开发方式主要分为单一化和多样化的任务形式。前一种形式设计主要遵循结构化原则，相应地处理不同时间的模式，然后以此为核心达到循环调用的目的。后者的设计形式主要遵循模块划分的原则，对相应的模块进行综合化使用。不过，因为这种设计方法在各方面都有较高的要求，所以，对嵌入式软件进行开发时，应用得比较谨慎。

5.2面向对象设计方法

这种方法比较贴近人类的思维模式，在实际应用的过程中，对象存在访问需求时，以相应信息为基础，这样开展的设计工作就会有更高的安全性。并且，采取这一设计开发方式，针对较大规模的应用程序设计，也可以获得良好的效果，软件结构可以更好地体现其功能性，同时有关软件也会有更加可靠的维护性和扩展性。

6软件架构

6.1应用架构

这一类软件的应用架构主要划分为不同的层级，其中包含接人层、应用层以及基础层。一般来讲，对这类软件进行结构的功能性设计时，用户可以使用的方法主要有三种，可以使用手机设备、计算机设备以及远程遥控，以达到对相关数据的管理以及安全控制，借助通信、采集等方式，应用层面可以对相应的硬件设备进行有效控制，如电子电器、仪表等，从而能够较好地满足用户功能需求。图1是嵌入式软件应用架构图。

对于嵌入式软件的不同层面，经过代码的协调处理，可以使相应的设备实现预设功能，通过接口和有关设备连接，并且在不同设备的作用下，系统整体运行得以实现。在接人层，接收到这一方面的需求时，其系统功能以及接人端的需求都要进行科学的配置，以确保软件系统能够达到相应的要求。而对于微内核层，最重要的是系统需要达到调控任务的目的，并且依照存储以及分配的功能，使系统软件当中的应用程序组件可以得到循环再利用，这样的开发设计能够使其投入运行后，在系统资源方面可以更好地降低损耗，继而使软件在开展工作时能够有更高的质量和效率。另外，在面对用户时，需要考虑的是有关服务功能需求，主要是让软件的使用范围得以良好的扩展。再者，有关操作层面，从功能的角度来讲，通常是注重硬件的集成，对于软件接口需要达到统一，由此软件在进行移植时，其成功的概率才会更高。而在这一个过程中，关于软件的设计开发能够充分地展现代码的重复化特征。因此，在对芯片进行代码编译时，需要针对其不同的种类，相互对应。基于此，具有同一功能的代码经过重复化的使用后，相对应的时间消耗会有较大的减少，同时软件系统在运行方面会有良好的效率和性能[1]。

6.2函式库

6.2.1媒体库

对于该类软件的这部分架构，主要是为了向用户提供有关音频、视频等信息。用户可以借助相应的操作系统进行收集以及分析，同时有关应用可以得到相应的预警提示，使得有关应用程序可以得到可靠的安全防控，进而达到有效处理。

6.2.2Web

软件架构这一部分，主要是开发设计网页浏览器，以便能够对相应的引擎进行良好的使用，这样其浏览器的内核可以得到有效保障，软件在应用方面才会有更好的体现。

6.2.3SSL

这一部分的研发和构建，通常是为了能够确保在具体进行信息传递时，能够有更好的安全性，并且借助相应的数据加密技术，達到对数据的安全保护处理。因此，在软件系统运行中，如果存在网络信息交易，就能有较高的稳定性。借助SSL技术，也能够为有关数据通信安全带来可靠的支持。如今，在使用有关的传输协议时，对于软件层级中的数据可以进行有效压缩。同时，在这一技术协议下，在对相关数据进行传输时，各方的身份都可以得到有效验证，从而可以达到数据传输中有关算法的可靠加密[2]。

6.2.4内存数据库

软件架构中的数据管理，通常会牵涉内存数据库的建立。这里的研发设计，主要是采取开源数据库设计方式．使用FDB，SQL等协议，开展相应的架构构建。其中，在开展SQL的设计中，主要通过C语言的方式，在编写对应的引擎时，可以达到轻量化的目标，而且也能够展现其独立性特点，尽可能地减小其受外界因素的影响程度。此外，对SQL进行使用时，也会尽可能地避免其受外键的影响。而且，从技术的角度来讲，这部分的开发设计需要以数据库层级为基础，以独立化的逻辑进行设计，即便是针对多个进程进行使用，也可以得到有效的处置。同时，对一样的数据进行读取时，只需要将其中之一写入就可以达到目的。基于此，数据库或者某个程序在进行运行使用时，可以展现其独立性的特点。软件系统假如存在单独的指令控制，可以避免出现其他类别的读写操作。

6.3Linux内核

6.3.1系统调用接口

设计出的架构层级，这一部分主要负责在相应的条件下运行用户有关函数调用的请求。但是实际来讲，对于这一部分的接口，在进行系统结构的设计时，对其结构种类会有一定的依赖性。同时，如果处理器具有一样的型号，在实际的开发设计中，可能会遇到部分问题。在进行软件架构的设置时，有关函数调用可以使用多路形式。

6.3.2进程管理

架构构建中这一部分的开发设计最重要的是面对软件运行的进程进行相应的管理。其中，对于各部分进程，主要是在执行器程序中进行。从系统的内核角度来讲，各个进程组成处理器的线程，从而能够形成虚拟化的空间。这部分架构的功能，在进行开发设计时，要能够实现对活动进程的良好处理，并且也要能够达到处理器共享需求。现阶段，在有关的研发中，通常都是使用新型的调度算法进行分析[3]。

6.3.3内存管理

软件架构中的这一部分设计主要是针对计算机的内存，发挥的效用非常关键。所以，在实际进行设置的过程中，通常会体现出系统的实际性能。开展相应的开发设计工作时，需要在相应范围的资源内，建立虚拟地址。对于不同的内存管理子系统，其功能性的良好展现，需要可靠的使用函数实现交互调用[4]。

6.3.4虚拟文件系统

针对这部分软件架构的建设，最关键的是为其建立科学的接口，进而使系统在应用时更加可靠。这部分架构系统的设计，针对的是系统整体的文件缓冲区域，使其能够有一个具有高稳定性的函数集。对这一部分进行有效处理后，能够使相应的数据有更加可靠的保证。同日寸，在这样的情况下，有关设备在进行访问时，也会得到对应的处置。缓冲区域由于能够进行相应的缓存，可以达到更好的驱动效果。这样特定化的设备具有更加可靠的接口，软件系统在运行时就会有较高的稳定性[5]。

7结束语

随着我国信息技术的快速发展，嵌入式软件在各类信息化设备中得以应用，有关嵌入式软件的开发模式以及架构研究得到了广泛关注。本文对此开展了分析与探讨工作，提供了一种较为普适的嵌入式软件开发模式及架构，能够为嵌入式软件的持续优化升级打好基础，提高嵌入式软件开发水准。