构件化开发技术在嵌入式实时软件中的分析

魏 翔 湖南潇湘技师学院 425000

【文章摘要】

嵌入式实时软件具有实时性、多样性的特点，使之广泛应用于各个领域。然而随着人们对软件智能化需求的提高，软件开发的难度和成本逐渐加大， 构件化本文在详细分析构件化软件开发技术的基础上，结合嵌入式实时软件的开发特点、开发环境等方面对嵌入式实时软件的框架结构进行了系统的分析研究。

【关键词】

构件化；开发技术；嵌入式实时软件

0 引言

随着计算机信息技术和物联网技术的发展，嵌入式技术取得了突破性的进展，嵌入式实时软件的应用也从原来的专业模式向普适模式发展，这就对嵌入式系统的软件质量和通用性提出了更高的要求。在此背景下，传统的封闭式开发技术已经无法满足嵌入式实时软件的开发需求。构件化的软件开发技术以其规范化、可复用的突出优势成为软件工程领域新的研究热点，因而利用构件化软件开发技术对嵌入式实时软件进行研究，具有重要的现实意义。

本文在分析构件化开发技术的内容和流程的基础上，探讨了构件化软件开发技术在嵌入式实时软件中的应用，并对其应用优势进行了分析探讨。

1 构件化的软件开发方法

1.1 构件化软件开发的内容

构件化开发指的是软件体系结构可以重组、软件模块可以复用的系统开发技术。构件化开发方法的基本思想是将软件的应用需求领域化、软件的体系结构框架化、软件的元素模块构件化、软件的应用原型实例化。构件化软件开发是一种将产品的标准化生产理念应用于软件开发的设计思想，其主要目的是降低软件开发和维护的成本，提高软件质量，解决日益突出的“软件危机”问题。构件化的软件过程主要包括领域工程和应用工程两个子过程，前者指的是构件的开发过程，后者指的是使用构件进行应用软件的开发过过程。这两个过程彼此独立，以构件库为媒介相互关联。

1.2 构件化软件开发的流程

构件化软件开发的基础是构件模型，分为实现模型和分析设计模型两种，坚持构件接口与实现相分离的原则，采用黑盒复用方式和结构描述语言来对各个构件的接口进行描述和设定。目前，构件自动化成为软件系统发展的趋势和方向，这为嵌入式实时软件的开发提供了有益的探索。开发构件首先需要采用面向特征域的分析方法、组织领域分析模型方法和领域分析和设计过程来建立领域模型。随后将领域分析模型作用于应用工程中进行过程分析，然后利用已有的构件来设计和开发应用软件，此过程包括构件的选择、修改、组装和评估等工作，构件库中存在的构件可以进行复用，不存在的构件可以进行修改，以此来完成应用软件的设计和开发。具体的构件化软件开发流程如图1 所示。

2 构件化开发技术在嵌入式实时软件的应用

一个复杂的嵌入式实时软件系统通常包含多个子系统，在嵌入式实时软件的开发过程中，利用软件模块的复用与组合实现软件设计的行为复杂性问题，成为一种有效的手段和途径。

2.1 构件化的嵌入式实时软件的开发环境

嵌入式实时系统最突出的特点就是实时性。理论上来说，构件应当是与程序设计语言、开发平台等无关的，可移植性的互操作和动态置换是保证构件实时性和系统开放性的关键技术。然而，现有的构件模式还不能完全实现平台的无依赖型，都构件化软件开发环境的研究有利于提升软件的可移植性。嵌入式实时软件的集成开发环境主要通过工具总线来控制和协调，并采用“即插即用”的方式使整个开发环境处于开放状态。另一方面，采用统一定制开发环境与运行环境的方式，增强构件的适用性和复用性，满足交叉开发的需求，规避构件资源有限性的缺陷。通过以上创设的软件开发环境可以将开发和运行的开放性和定制性统一起来，形成构件的运行环境，统一归入嵌入式实时软件系统的管理，进而保证了软件的同步性和可扩展性，同时降低了软件开发成本和风险。目前，OpenPlatform 是比较成熟的构件化嵌入式软件平台，该平台性能稳定可靠，可明显提高开发效率。

2.2 构件化嵌入式实时软件的框架构成

软件的框架构成就是利用构件的基本单元以及单元的交互机制共同构成的实现模型。一般来说，嵌入式实时软件系统应当借助这一模型来运行，这是构件化嵌入式实时软件框架的主要内容。具体来说，在设计过程中，框架内的实时软件的都会把所设计的程序映射成相应的子程序或者是全局变量，然后采用结构化的软件设计方法和编程模型来完成实现模型的构建。不难发现，能够快速保存设计结果、灵活更替现有构件的软件框架结构才是嵌入式实时系统所需要的软件框架。其中最关键的问题是构件之间的对接问题，接口功能的好坏以及与程序和平台的可分理性使构件化嵌入式系统获得了必要的优先响应级别，进而使系统具备了实时性的特点。因而在多样性、专用性以及变化性更强的嵌入式实时软件领域，使用构件化嵌入式实时软件框架能够使软件为了适应变化而改动的地方更加集中，需要做出改动的地方也更加明确。

3 结语

构件化软件开发技术解决了结构化设计和软件复用的难题，在一定程度上降低了软件开发的难度和成本。本文在详细分析构件化软件设计思想的基础上，分析探讨了构件化开发思想在嵌入式实时软件设计中的应用。

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图1 构件化的嵌入式实时软件开发流程图070

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