【文章摘要】

随着科学技术的不断进步，嵌入式系统在越来越多的领域得到了普及和应用，由于各种原因所产生的软件问题也逐渐凸显。一旦其软件出现错误，会引发难以估量的损失。本文针对嵌入式系统在软件开发和实现时的常见问题进行了分析，并提出了相应的解决方法。

【关键词】

嵌入式系统；软件实现；常见问题； 解决方法

0 前言

科学技术的不断进步，带动了计算机技术和软件技术的发展，嵌入式系统也在通信、电子、国防、互联网等领域得到了越来越广泛的应用。根据相关的统计数据显示，目前，世界范围内的嵌入式设备的运行量超过30 亿台，同时呈现快速增长的趋势，其对于社会发展的影响也越来越大，需要引起社会和相关人员的重视。

1 嵌入式系统概述

1.1 定义

嵌入式系统，全称为嵌入式计算机系统，是一种以应用为中心，以计算机技术为基础，其软件和硬件支持裁剪功能，对功能、成本、体积、可靠性等有着严格要求的专用计算机系统，是对计算机技术、通信技术、微电子技术、语音图像数据传输技术等先进技术进行集成和结合后的产物，其功能和作用是十分强大的。

1.2 特点

首先，嵌入式系统是多种技术的集成，属于一种技术密集、资金密集、不断创新的知识集成系统，要想了解其准确含义，必须对其有一个正确的定位。

其次，嵌入式系统作用的发挥必须通过与具体应用的结合实现，是一种面向应用、面向客户的产品，也只有通过与应用的紧密结合，才能充分发挥出自身的优势，因此具有很强的专用性。

然后，嵌入式系统必须根据实际需求，对软硬件进行裁剪，从而满足对于其功能、体积等的要求。换句话说，如果可以建立起相对通用的软硬件基础，在此基础上针对实际需求进行功能和软件的开发，可以缩短系统的开发周期，提高其应用的效率。

2 嵌入式系统软件实现的常见问题和解决

对于系统软件而言，衡量其质量的标准在于能否有效实现系统的功能需求，以及是否具备良好的稳定性和可靠性。如果系统的软件出现错误，轻则造成系统功能的丧失，重则可能引发极为严重的后果。以国防系统而言，如果软件出现错误，可能会导致导弹系统的紊乱，造成导弹误炸的严重后果。

对于嵌入式系统的软件而言，由于其自身的专用性，需要借助专业的计算机设备，实现特定软件的设计，这也在一定程度上增大了软件问题的发现难度，导致软件开发进度缓慢，难以及时应用。这里对嵌入式系统软件实现的常见问题和相应的解决措施进行了阐述，希望可以为相应的系统开发提供参考。

2.1 余量问题

由于嵌入式系统的特殊性和专用性， 为了避免软件问题造成的负面影响，对于其自身软件具有极高的要求。一般情况下，嵌入式系统软件采用的是中断或周期运行的方式，需要在有效的执行周期内，完成对所有任务的执行，同时为了避免意外情况的发生，还必须留出约20% 的余量进行后台处理和预防措施，切实保证系统的运行安全。同时，嵌入式系统的程序存储器和数据存储器也必须留出20% 的余量空间，应付可能发生的特殊情况。但是，在目前的嵌入式系统软件实现过程中，软件设计人员往往会忽略余量的要求，或者由于计算上的误差，使得余量没有达到规定的要求，从而给系统的运行带来安全隐患。

解决方法：针对不同的余量，有着不同的解决办法。首先，对于存储余量而言，相对是比较容易进行计算和实现的。可以通过相应的模拟试验，对系统运行过程中的软件对于程序存储器的占用情况进行分析和统计，得出存储余量的实际需求，进而采用代码优化的方法，对存储余量进行增加，以达到余量要求；其次，对于运行速度余量而言，其直接关系着系统的运行安全，可以说是至关重要的。由于难以对程序的动态运行时间进行确定，运行速度的余量也就难以计算。对于这种情况，可以采用逆向仿真运行试验的方法，对软件的运行周期的起始时间进行延时， 如果系统可以正常工作，则满足余量要求，反之则不满足余量要求。对于这种情况，可以根据系统算法功能的优先级以及重要程度，对不同任务的执行速率进行合理安排，从而达到余量要求。

2.2 中断问题

在嵌入式系统软件中，为了保证信息处理的实时性，通常会用到中断技术控制的方式，利用相应的中断服务程序实现处理功能，从而使得系统的应用更加便捷和灵活。但是，中断系统的应用，也对嵌入式系统软件的设计实现产生了一定程度的阻碍，使得软件的结构更加复杂，对于计算机的硬件设备也提出了更高的要求，其公用变量问题成为最容易产生但是也最容易被忽略的问题。如果在系统运行时，系统在中断的状态下接收到另外的中断命令，则会导致系统的运行错误，这种错误正是由于中断服务程序之间的公用变量引起的，对于系统会造成巨大的危害。

解决方法：为了避免和消除此类错误，在对嵌入式系统的软件进行设计实现的过程中，必须采取必要的措施，对系统全局变量的使用情况进行相应的约束，尽可能避免在不同的中断服务模块中公用变量；而如果是必须公用的变量，则要避免不同的中断服务程序同时对其进行赋值。

3 结语

基于嵌入式系统的特殊性和专用性， 系统软件的设计实行都有着各自的特点， 虽然通过分析就可以发现问题，但是由于各种各样的原因，此类问题在实践过程中却频繁发生，严重影响了系统的开发和正常工作。相关技术人员要对软件的设计进行规范，对常见问题做到心中有数，尽量减少软件在设计过程中的不足，提高嵌入式系统的稳定性和可靠性。

【参考文献】

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