【文章摘要】
嵌入式實時軟件具有實時性、多樣性的特點，使之廣泛應用于各個領(lǐng)域。然而隨著人們對軟件智能化需求的提高，軟件開發(fā)的難度和成本逐漸加大， 構(gòu)件化本文在詳細分析構(gòu)件化軟件開發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合嵌入式實時軟件的開發(fā)特點、開發(fā)環(huán)境等方面對嵌入式實時軟件的框架結(jié)構(gòu)進行了系統(tǒng)的分析研究。
【關(guān)鍵詞】
構(gòu)件化；開發(fā)技術(shù)；嵌入式實時軟件
0 引言
隨著計算機信息技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，嵌入式技術(shù)取得了突破性的進展，嵌入式實時軟件的應用也從原來的專業(yè)模式向普適模式發(fā)展，這就對嵌入式系統(tǒng)的軟件質(zhì)量和通用性提出了更高的要求。在此背景下，傳統(tǒng)的封閉式開發(fā)技術(shù)已經(jīng)無法滿足嵌入式實時軟件的開發(fā)需求。構(gòu)件化的軟件開發(fā)技術(shù)以其規(guī)范化、可復用的突出優(yōu)勢成為軟件工程領(lǐng)域新的研究熱點，因而利用構(gòu)件化軟件開發(fā)技術(shù)對嵌入式實時軟件進行研究，具有重要的現(xiàn)實意義。
本文在分析構(gòu)件化開發(fā)技術(shù)的內(nèi)容和流程的基礎(chǔ)上，探討了構(gòu)件化軟件開發(fā)技術(shù)在嵌入式實時軟件中的應用，并對其應用優(yōu)勢進行了分析探討。
1 構(gòu)件化的軟件開發(fā)方法
1.1 構(gòu)件化軟件開發(fā)的內(nèi)容
構(gòu)件化開發(fā)指的是軟件體系結(jié)構(gòu)可以重組、軟件模塊可以復用的系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)。構(gòu)件化開發(fā)方法的基本思想是將軟件的應用需求領(lǐng)域化、軟件的體系結(jié)構(gòu)框架化、軟件的元素模塊構(gòu)件化、軟件的應用原型實例化。構(gòu)件化軟件開發(fā)是一種將產(chǎn)品的標準化生產(chǎn)理念應用于軟件開發(fā)的設(shè)計思想，其主要目的是降低軟件開發(fā)和維護的成本，提高軟件質(zhì)量，解決日益突出的“軟件危機”問題。構(gòu)件化的軟件過程主要包括領(lǐng)域工程和應用工程兩個子過程，前者指的是構(gòu)件的開發(fā)過程，后者指的是使用構(gòu)件進行應用軟件的開發(fā)過過程。這兩個過程彼此獨立，以構(gòu)件庫為媒介相互關(guān)聯(lián)。
1.2 構(gòu)件化軟件開發(fā)的流程
構(gòu)件化軟件開發(fā)的基礎(chǔ)是構(gòu)件模型， 分為實現(xiàn)模型和分析設(shè)計模型兩種，堅持構(gòu)件接口與實現(xiàn)相分離的原則，采用黑盒復用方式和結(jié)構(gòu)描述語言來對各個構(gòu)件的接口進行描述和設(shè)定。目前，構(gòu)件自動化成為軟件系統(tǒng)發(fā)展的趨勢和方向，這為嵌入式實時軟件的開發(fā)提供了有益的探索。開發(fā)構(gòu)件首先需要采用面向特征域的分析方法、組織領(lǐng)域分析模型方法和領(lǐng)域分析和設(shè)計過程來建立領(lǐng)域模型。隨后將領(lǐng)域分析模型作用于應用工程中進行過程分析，然后利用已有的構(gòu)件來設(shè)計和開發(fā)應用軟件，此過程包括構(gòu)件的選擇、修改、組裝和評估等工作，構(gòu)件庫中存在的構(gòu)件可以進行復用，不存在的構(gòu)件可以進行修改，以此來完成應用軟件的設(shè)計和開發(fā)。具體的構(gòu)件化軟件開發(fā)流程如圖1 所示。
2 構(gòu)件化開發(fā)技術(shù)在嵌入式實時軟件的應用
一個復雜的嵌入式實時軟件系統(tǒng)通常包含多個子系統(tǒng)，在嵌入式實時軟件的開發(fā)過程中，利用軟件模塊的復用與組合實現(xiàn)軟件設(shè)計的行為復雜性問題，成為一種有效的手段和途徑。
2.1 構(gòu)件化的嵌入式實時軟件的開發(fā)環(huán)境
嵌入式實時系統(tǒng)最突出的特點就是實時性。理論上來說，構(gòu)件應當是與程序設(shè)計語言、開發(fā)平臺等無關(guān)的，可移植性的互操作和動態(tài)置換是保證構(gòu)件實時性和系統(tǒng)開放性的關(guān)鍵技術(shù)。然而，現(xiàn)有的構(gòu)件模式還不能完全實現(xiàn)平臺的無依賴型，都構(gòu)件化軟件開發(fā)環(huán)境的研究有利于提升軟件的可移植性。嵌入式實時軟件的集成開發(fā)環(huán)境主要通過工具總線來控制和協(xié)調(diào)，并采用“即插即用”的方式使整個開發(fā)環(huán)境處于開放狀態(tài)。另一方面，采用統(tǒng)一定制開發(fā)環(huán)境與運行環(huán)境的方式，增強構(gòu)件的適用性和復用性，滿足交叉開發(fā)的需求，規(guī)避構(gòu)件資源有限性的缺陷。通過以上創(chuàng)設(shè)的軟件開發(fā)環(huán)境可以將開發(fā)和運行的開放性和定制性統(tǒng)一起來，形成構(gòu)件的運行環(huán)境，統(tǒng)一歸入嵌入式實時軟件系統(tǒng)的管理，進而保證了軟件的同步性和可擴展性，同時降低了軟件開發(fā)成本和風險。目前，OpenPlatform 是比較成熟的構(gòu)件化嵌入式軟件平臺，該平臺性能穩(wěn)定可靠，可明顯提高開發(fā)效率。
2.2 構(gòu)件化嵌入式實時軟件的框架構(gòu)成
軟件的框架構(gòu)成就是利用構(gòu)件的基本單元以及單元的交互機制共同構(gòu)成的實現(xiàn)模型。一般來說，嵌入式實時軟件系統(tǒng)應當借助這一模型來運行，這是構(gòu)件化嵌入式實時軟件框架的主要內(nèi)容。具體來說，在設(shè)計過程中，框架內(nèi)的實時軟件的都會把所設(shè)計的程序映射成相應的子程序或者是全局變量，然后采用結(jié)構(gòu)化的軟件設(shè)計方法和編程模型來完成實現(xiàn)模型的構(gòu)建。不難發(fā)現(xiàn)，能夠快速保存設(shè)計結(jié)果、靈活更替現(xiàn)有構(gòu)件的軟件框架結(jié)構(gòu)才是嵌入式實時系統(tǒng)所需要的軟件框架。其中最關(guān)鍵的問題是構(gòu)件之間的對接問題， 接口功能的好壞以及與程序和平臺的可分理性使構(gòu)件化嵌入式系統(tǒng)獲得了必要的優(yōu)先響應級別，進而使系統(tǒng)具備了實時性的特點。因而在多樣性、專用性以及變化性更強的嵌入式實時軟件領(lǐng)域，使用構(gòu)件化嵌入式實時軟件框架能夠使軟件為了適應變化而改動的地方更加集中，需要做出改動的地方也更加明確。
3 結(jié)語
構(gòu)件化軟件開發(fā)技術(shù)解決了結(jié)構(gòu)化設(shè)計和軟件復用的難題，在一定程度上降低了軟件開發(fā)的難度和成本。本文在詳細分析構(gòu)件化軟件設(shè)計思想的基礎(chǔ)上，分析探討了構(gòu)件化開發(fā)思想在嵌入式實時軟件設(shè)計中的應用。
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