试论嵌入式软件开发的原则及模式

试论嵌入式软件开发的原则及模式

孙洁   雷振德  曹鑫  刘红

陕西烽火电子股份有限公司    陕西宝鸡   721006

摘要：随着科学和技术的不断发展，为了提高软件开发效率，保证开发质量，本文分析了嵌入式软件开发的模块设计或结构化设计。

关键词：嵌入式软件；开发；原则；模式

嵌入式软件是指将开发工具和相应的操作系统集成到硬件中，从时间的角度来看，嵌入式软件有着相当长的历史，最初集中在过程管理，航空，军事等领域。90年代以后，随着社会的发展适应，信息和互联网在人类生活中的出现，导致了计算机控制嵌入式系统的出现。嵌入式系统有其局限性、特点、实用性等特点，与传统系统软件相比，嵌入式软件不仅具有普遍性，而且具有提高人类知识水平和适应生活需要的特点，嵌入式软件的应用范围更广，嵌入式软件的持续发展需要对嵌入式软件开发的原则和标准进行彻底的研究。

一、嵌入式软件开发方法

在研究嵌入式软件开发的原理和模式时，有必要选择一个起点来了解嵌入式软件开发的方法;该分析遵循嵌入式软件开发方法，主要基于组合，面向对象，结构和其他设计方法。在各种设计方法中，结构设计方法是最常用的设计方法，与其他设计方法相比具有独特的优势。具体来说，它们可以分为两种不同的设计方法。第一个是单一的结构化设计方法，它可以根据结构化设计原则更好地管理每个过程。第二种设计方法是结构化的多任务设计方法，这种设计方法则是划分模块，随后综合这些模块。可是多任务结构化设计方法具备过高的要求。设计方法与人们的思维方式兼容，提高了相对安全性。这与许多使用数据和密封数据上访问对象时使用的信息的设计方法不同。此外，如面向对象可以实现大型应用程序的设计模型，显着提高软件结构的可重用性，并将软件的可重用性，可维护性和可扩展性提升到一个新的水平。基于架构的设计，由于基于设计的设计方法强调软件架构的重要性，因此设计方法的特点是注重组件的构建方式，并且这种方法对于软件构建非常重要。

二、嵌入式软件开发的原则和模式

1.定义整个系统的分析和接口。复杂的分析系统简化了嵌入式软件的开发，在分析之前，必须对每个连接器进行全面详细的分析，同时考虑到整个系统。这需要在系统分析之前进行适当的分析，以便开发人员可以制定实施计划以提高性能。分析是设计的重要组成部分，我们应该避免思维和语言的界限。否则，很难进行全面的分析，通过提高性能，设计人员可以组织想法并减少工作变量，此外，设计方法的持续改进可以用来提高程序的效率。接口和定义，外部调用函数的完整定义是接口的含义。在模块设计，通常有一组相对简单的独立函数，但是当实现重要的模块时，这可能非常有用。使用外部调用开发的函数必须指定参数类型、范围和边界，并考虑接口。必须区分内部和外部功能。通常它有一个定义多个源文件的标题。建议将这些外部调用分组到集中放置文件中。还要注意在局部调用的函数声明，以使文件更易于阅读。可以通过添加其他点和简短注释来保护头文件。

2.函数算法优化。算法对于嵌入式软件至关重要，必须进行优化，以提高软件的性能并改进软件。用缩写代替整个句子。简单化，缩略词代替完整的短句。一致性，包括函数名称中的大小写、分隔符的使用以及样式的一致性。头文件很复杂，为了确保良好的习惯，必须定义许多常量，数据结构和外部函数。优化功能非常重要。事实上，软件策略是一种算法。因此，算法是编程中的通用概念，包括设计算法和音频/视频算法的计算方法，这些方法也反映在数据结构和电路设计等各个领域。算法优化程序有两个主要目标。一个是时间、执行优化，另一个是空间、代码优化存储容量，优化存储容量并提高性能。

3.简化代码并添加注释。局部代码首先在编程期间优化执行。然后删除不必要的局部变量，编辑代码，添加注释并提高代码的可读性。

4.改进测试。设计程序后，主要任务是调试和改进程序并集成设计良好的程序，这是检测程序漏洞和改进程序功能的重要工作流程。软件必须与其他模块进行交互。第二是改进分析文档，以支持嵌入式软件的整体开发。

三、分层架构设计方法

分层设计和架构开发的一个重要目标是在编程过程中有效地满足不同功能的具体要求，将分层功能划分为多个独立的子系统，并在相关功能实现后将其集成。因此，必须将代码转换为模型，根据功能要求显示不同概念级别的不同模块之间的连接，并将它们科学地组合在一起，以确保完整的实现。在实践中，分层工艺也必须严格遵循以下原则。(1)在分层时，应尽量减少各层之间的连接，以避免相互作用问题，避免各层之间的制约，减少模块的可移植性。当出现功能错误或问题时，不会对整体功能产生实质性影响，它只是现有功能的异常功能。技术人员只需在故障检测和故障排除期间调整和改进问题层，而不影响其他功能正常运行。（2）所有功能层都应提供与前一层相同的支持，同时确保所有层都能够独立有效地解决问题，例如根据功能可分为数据采集、数据分析和数据显示三个层次，每个模块都具有一定程度的相关性，以便一起执行其功能。（3）在保持各个模块之间内聚性同时，最大限度地实现不同功能层之间的连接，对每个模块的内部进行规划，以达到模块的理想形状，进一步提高模块的可移植性。当模块的功能分离非常详细时，可以降低单个功能模块实现的复杂性;但是，当功能模块的分离导致复杂性增加时，可以改进功能模块的科学规划和层次结构，使其适应和改进，以达到期望的状态。

四、系统软件开发与设计

1.基于C的面向对象语言。种类概念经常出现在面向对象的语言中，类是针对特定数据类的一组操作。这个类主要包括两个方面:数据和操作。一般来说，对象的方向包含三个特征，即封装，继承和多态性。封装是数据和函数的组合，形成共同体，可以在实际调用。继承是一种结构化的合并，允许继承对象的属性。多态性表示在调用实例函数时可以忽略的数据调用路径。但是，在大多数情况下，仅使用数据和函数来确保代码架构易于使用。此外，C编程有时会遇到问题，例如数据和函数之间缺乏相关性和非理性结构。C模拟面向对象目标是解决这个问题。例如,Smalltalk,C++,Java。但是也可以在大多数编程语言中使用面向对象编程如 ANSI-C。面向对象编程是一种思想,方法,不应该过分拘泥于编程语言。封装是将数据和方法组合成层的过程，实际上,C语言编程应该使用标准C库的FILE函数fopen(), fclose(), fread(), fwrite()。

2.模块是可重用的。为了便于重用C代码，它通常以模块化方式实现，并且通常包含头文件和实现文件的功能。h文件与之相匹配c文件。函数定义通常有两种模式:宏定义和函数定义，首先，宏定义的主要优点是它们可以在不直接引入参数类型的情况下有效地节省空间，但它们也有缺点，例如实现某些基于宏的功能时遇到缺陷。其次，函数通常执行各种各样的功能，这些函数不仅可以重复使用，而且可以有效地从第三方函数接收数据，甚至可以将操作的最终结果视为返回的值输入。

总的来说，嵌入式软件由于其独特的特性在各个领域得到了广泛应用，嵌入式软件的开发非常重要，开发过程也在不断改进，并可有效促进相关开发。嵌入式软件开发是一个复杂的领域,涉及嵌入式硬件和软件的组合,以控制和管理各种设备和系统。学习编程语言和硬件知识,了解嵌入式系统的设计和开发过程,并不断改进其技术。在嵌入式软件开发领域,行业需求不断增加,技术创新和技术创新也为嵌入式软件开发人员提供了更多的机会。

参考文献：

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[2]宗跃芳.3G移动嵌入式软件开发培训模式的研究[J].黑龙江科技信息.2022(16)

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