浅谈嵌入式实时软件的任务构造

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摘 要:本文主要介绍了嵌入式实时软件的任务构造不同于之前的要用数据流图来先去描述一项任务,而是直接基于模型去直接设计,这样就体现了模型的重要性,必须要保持样数据的时效性和一致性,进而确保数据不会在过程中发生变化,从而影响数据的使用。

关键词:嵌入式实时软件;模型;一致性

中图分类号:TP316.2 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0119-01

一、什么是嵌入式实时软件

所谓的谓嵌入式实时软件指的是区别于之前的在执行一项任务时必须要用一个独立的数据流程图去描述,也就是我们经常说的一个独立的数据模型,嵌入式实时软件是并不需要列出单独的数据模型,是操作系统和应用程序这两个软件相互合作的一体程式。

二、嵌入式实时软件的任务构造的必要条件

操作系统和应用程序界限划分不是特别清楚的体现在嵌入式实时系统。具体的原因是,在不一样的应用系统中,我们所要求的配置有这较大的差异,也就决定了操作系统差异很大, 同时在输入/输出操作上也没有一个既定的标准,通常使用的就是有应用程序说提供的驱动软件。这时候我们就要求将之前所有的系统和程序链接装配成统一的运行软件系统。也就是说嵌入式实时软件的开发必须综合考虑系统的总设计目标。

三、嵌入式实时软件的任务构造模型

我们将通过图1来看一下嵌入式实时软件任务构造的模型,嵌入式实时软件业叫做ERS,它的一个突出的特点就是一定要在执行任务的规定时间内去完成相应的控制功能;在这里一个主要软件结构体系我们可以把它的看作是一个并发事务的集合,然后组件再去将数据流完成端到端的转换。在这个环境中,组成这个组件的4个部分,分别是被控制对象,控制部件,传感部件和嵌入式实时软件。在这里传感部件作为一个单独的任务被执行,这里我们可以把这个任务可看作由外部事件(如控制部件产生的任务)或由其它的传感部件从被控制对象中来获得所要监测的一些事物,同时把之前的事物当做输入传送给嵌入式实时软件,这时软件就依据输入来做合适的处理动作,而且把之前的结果当做控制信息去转送给控制部件,控制部件发出控制命令以达到将控制对象控制住的目的。最后我们来看一下,4个组件部分的操作并不复杂:信号的系统输入,被控对象的内部状态更新,信号系统输出,嵌入式实时软件的任务构造模型不仅仅是一个我们常说的数据流模型,同时也是功能模型的一种。

下面我们再来看一下一个数据流模型还可用另外一种方式来表达。在这里我们可以列举三不同的事务:A1,A2和A3。这三个事务会从外部传感器那里将数据接收过来,再经过一系列的运算之后输出。其中,事务A1是由B1,B2,B3,B4,B5这样5个不同的事务去组成;事务A2又由B6,B7,B8这三个不同的事务组成;事务A3则由B9,B10这两个不同的事务组成。我们再来看这个系统一共是4个输入的事务分别是D1,D2,D3,D4,分别让事务C1,C2,C3,C4去触发。在这个数据流模型中输入事务全部都是循环发生的事务,产生事务的周期都为500。我们所阐述的全部均以逻辑时间为时间单位。接下来我们再去看一下,在这里我们的输入组件是让外部的一个触发信号去触发的。但是作者前提是要你所提供的事务要用可以完成任务的速度执行这个组件,使数据的及时性得以保证,在此时间事务的优先约束执行条件也同时要被保证,也就是并发的事务计算模型也可以算做是一个同步模型了。

四、嵌入式实时软件的任务构造模型实时数据的时序一致性

嵌入式实时数据是一个三元组:分别可以用A、B、C来表示,在这里A表示的是实时数据的当前值;B是实时数据的时标也就是实时数据的生成时间或采样时间;C则表示实时数据的有效期限的绝对值。由上面所给的定义我们总结,时间特点是实时数据的一个最大特点,实时数据将一个真切、及时的事务提供给了计算机以外的部分。计算机以外的事务、状况变化时,实时数据也会发生一系列相应的改变;在实时系统中,实时数据的生成时间或采样时间B,在这里一定与真实时间足够地接近,也就是我们所说的当前值A。时标B在一定的时间C的范围以以才是有效的,如果要超过C的话,就必须将数据更新直到在C的范围内。实时系统一直都要根据数据时序一致性对这个构造模型的有效性和存在性加以控制。同时,主要限制因素——时间,时间所使用的数据必须能够通常很近似地体现出说用到的所测试的真实情况。二我们所测试的数据都是在离散间隔的时间里进行搜集整理的,所以,其实我们采集到的数据只是会很接近时间值。但是如果时间越来越差,我们所体现出来的实际环境的实时数据值偏差会越来越大,最后到我们采集的实时数据中也就无法很准确地体现出我们所测试的计算机外部的真实情况。在这个时候数据值也就无法满足时序的一致性条件了。

五、嵌入式实时软件的开发环境

嵌入式实时软件的开发的必要条件是开发平台是独立的。由于嵌入式实时软件开发在开发的过程中会受到一下限制,所以经常发生在用开发专门其它软件的平台上进行交叉的软件开发,下面我们就来看一下它所处的环境。在这里开发的平台就是宿主机,应用系统称作目标机。我们可以看出,在软件开发上会配备完整的软件工具来开发,同时用高级语言了开发,使软件的可移植性提高很多。

六、结束语

本文介绍了嵌入性软件的任务构造并阐述了其模型的建立原理及开发环境,提出实时数据满足相对时序一致性的一些充分必要条件。在需要设计嵌入式实时软件时,本文方法可以方便地构造任务模型,精确地计算实时调度的时序要求。

参考文献:

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