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软件开发

基于模型嵌入式软件


基于模型的嵌入式软件开发方法研究

在当今这个科技日新月异的时代,嵌入式软件在各个领域的应用越发广泛,所以随之而来的问题也出现了,即嵌入式软件的开发受到了来自市场需求的即时化和多样化的挑战。面对这样的现状,传统的软件开发过程中的不足更加明显的显现出来,例如由于中间文档和开发环节过多等因素,造成各个开发环节间的连接存在着潜在的遗漏现象和一定的不确定性,最终会延长软件的开发周期。当面对开发一些零出错率、对安全系数要求苛刻甚至关系带人的生命安全的情况下,传统的开发设计方法不太容易高效的应对。为了提高软件设计的可靠性和设计效率,基于模型的设计方法受到越来越多工程师们的青睐。例如,随着汽车工艺额的发展,汽车电子系统成本和复杂性都在日益增加,传统的汽车电子软件设计方法已适应不了市场的发展需求,这就需要用基于模块的系统开发方法去代替传统的方法。关于这方面的研究应用在国内的起步比较滞后,但基于模型的嵌入式开发方法以其优越的特征在国内也渐渐受到人们的重视,应用领域也在逐步宽泛。

一、基于模型的含义与嵌入式软件

1.1基于模型的含义

简要地来说,基于模型就是从形式上来描述一个系统或子系统的行为。一个系统可以是数学意义上的,即由一系列关于系统属性的生明构成;一个模型也可以是架构意义上的,描述的是一个系统对于外界的激励所做出的响应。

1.2嵌入式软件及其特点

说到嵌入式软件就不得不提嵌入式系统。嵌入式系统是一种用来监视、控制或辅助机器设备运行的系统。它一般是由外围硬件设备、嵌入式操作系统、嵌入式微处理器及用户的应用程序等四个基本部分构成,且具有配置专一、结构紧凑、快速处理、稳定可靠的特点。而嵌入式软件就是以嵌入式系统为平台设计的软件。和计算机软件一样,它同样由程序及文档组成,可细分为支撑软件、系统软件、应用软件三类。嵌入式软件可以根据不同的需求定向开发,有针对性的面向产业和市场。所以,每种嵌入式软件都有自己独有的实用价值与应用环境。嵌入式软件应有灵活的适用性。即嵌入式软件可以在不更改或破坏原有系统的功能和特性的前提下,可以非常灵活方便的在各种嵌入式系统运用。

二、嵌入式软件开发方法

2.1传统嵌入式开发

传统的嵌入式软件的开发方法是按照逐步细化、由上向下流程来实现的。这样的一种自上而下的设计流程具有易于实现、方便快速的特点。但是,随着科学技术的发展和人们对软件的及其开发的效率的要求,利用传统的设计开发方法来开发一些比较复杂的嵌入式系统或开发一些设计研发周期较短的嵌入式系统时,传统的设计方法就会暴露出许多的不足和问题。第一,不同的开发研究人员对技术规范文档会有不一样的理解:第二,因为嵌入式软件的运行和测试要在硬件平台上完成,所以前期的资源投入会占整个投入的很大一部分;第三,测试工作只能在原型样机完成之后进行,这样就会不可避免的造成~定的潜在市场风险。根据以往从业人员的经验和相关资料的描述有超过一半以上的错误实在编制技术规范是产生的,且这时只有很少一部分能被及时发现,绝大部分的错误要等到测试时才能被发现。

2.2基于模型的嵌入式开发方法

基于模型的设计过程,又被称为称为v字形设计流程。我们已经知道,文档不能够被执行而且很容易产生理解错误和歧义,而可视化的模型则可以避免这些麻烦的产生。所以,在软件的开发设计过程中,分管不同设计任务的工程师们可以在一个统一的环境中工作,在他们之间产地信息的是模型而不是文档。另外,工程师们可以由自己的任务要求来设计各个子系统的模型,且可以在设计过程中随时更改可视化的模型,使更改工作变得准确快速;还有就是在开发完成后,代码生成工具会自动生成主要的代码,经过整合后紧接着进行产品测试工作。如此一来不仅彻底解决了传统设计方法时手写代码带来的效率低易出错的问题,还省去了手写代码这个繁重的工作,大大缩短了软件开发周期,提高了效率,节省了大量的人力物力资源。下面以设计实现基于单片机的GPS定位移动通讯端机为例,通过对该系统的总体结构设计的概括,来具体简单的体会一下基于模型的嵌入式开发技术,。实例通过对嵌入式软件设计的一种方法以及对嵌入式操作系统微内核技术的研究,得出了一种适用于嵌入式软件开发的嵌入式软件模型。要完成该工作需要完成以下的几个方面的工作:要研究实现基于单片机的GPS定位移动通讯端机,需要对基于单片机的嵌入式系统的开发中的一些关键技术环节进行研究;;根据基于单片机的嵌入式应用系统特性,开发设计基于单片机的操作系统微内核EOS51的构架体系,并且针对设计和实现过程中的一些难点技术、核心技术进行研究和讨论;下一步在设计实现定位控制软件的基础上,引进一种适用于嵌入式软件开发设计方法:,当然要完成这一步需要对嵌入式软件开发技术进行了比较深入的学习研究;最后还需要将集成测试代码嵌入到软件设计开发的过程中,以指导和约束系统的开发设计过程,提高系统的可靠性、易策性和可观察性。

总结

生活在当今这个科技分速发展的时代,嵌入式软件正在变得无处不在,并势必将以星星燎原之势发展。随着嵌入式系统的应用环境越来越复杂和多样,目前我们所掌握的嵌入式系统的开发设计能力还远远满足不了嵌入式系统设计复杂性需求,嵌入式系统的发展正面I临新的挑战和机遇。而开发嵌入式系统的一个重要制约因索就是软件的开发,因此掌握一个科学有效的开发方法,对于嵌入式系统的发展有重要的意义。而基于模型的嵌入式软件开发方法对于嵌入式软件的发展会产生巨大的推动作用。虽然基于模型的嵌入式软件开发方法手打了人们的高度重视,但是随着嵌入式系统的飞速发展,其不断出现产生立许多需要完善和改进的的地方。例如嵌入式软件模型应该可以根据软件的运行和配置来正确地建立模型,也就是运行时的代码与建模的对象系统要一致。

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