以計(jì)算模型為基礎(chǔ)的嵌入式軟件設(shè)計(jì).pdf

1、隨著嵌入式系統(tǒng)的功能和性能要求的不斷提高,嵌入式軟件的規(guī)模越來(lái)越大、復(fù)雜度不斷增加;嵌入式軟件還需要滿(mǎn)足許多非功能需求,如實(shí)時(shí)約束、實(shí)現(xiàn)成本約束(使用有限的資源,如計(jì)算能力、內(nèi)存容量)等;而不斷加劇的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)其開(kāi)發(fā)速度提出了越來(lái)越高的要求.這三個(gè)方面的因素使得嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的難度大大增加,傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法已難以有效地滿(mǎn)足嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的需求.嵌入式軟件設(shè)計(jì)工作的一個(gè)基本發(fā)展趨勢(shì)是系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì),這是當(dāng)今世界上該領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn).它在設(shè)計(jì)的早期

2、通過(guò)模型全面地描述系統(tǒng)的功能和性能,這種抽象描述一般與具體實(shí)現(xiàn)無(wú)關(guān);然后,對(duì)其功能和性能進(jìn)行形式化的分析、驗(yàn)證以保證軟件的正確性;最后,在此基礎(chǔ)上將整個(gè)軟件層次化和模塊化,它降低了復(fù)雜度并有利于團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā).它能在設(shè)計(jì)的早期發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和性能瓶頸;大大提高了系統(tǒng)的可理解性,方便系統(tǒng)設(shè)計(jì)者閱讀、理解和修改;同時(shí)也方便團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)和軟件復(fù)用,從而能有效地滿(mǎn)足嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的需求.因此,該文提出一種以計(jì)算模型為基礎(chǔ)的嵌入式軟件設(shè)計(jì)方法,它將動(dòng)態(tài)

3、數(shù)據(jù)流圖DDF引入嵌入式軟件開(kāi)發(fā).DDF是一種簡(jiǎn)單、完備而且表達(dá)能力強(qiáng)的并行計(jì)算模型,能直觀地表達(dá)算法的層次性和并行性.建模時(shí),DDF能表達(dá)各種控制結(jié)構(gòu),如條件執(zhí)行、數(shù)據(jù)依賴(lài)的迭代等;驗(yàn)證時(shí),DDF等價(jià)于Kahn進(jìn)程網(wǎng)模型,這表明DDF是否能在有限內(nèi)存內(nèi)非終止運(yùn)行是可分析、可驗(yàn)證的.此外,還可以通過(guò)在DDF中插入其他信息來(lái)分析程序的非功能特性,如實(shí)時(shí)性.這樣,DDF可以形式化地確定各種節(jié)點(diǎn)間的關(guān)系,并限定節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行次序以保證程序的正確性

4、,將DDF用于嵌入式軟件設(shè)計(jì)將極大地有助于有效的軟件建模、形式化的分析、正確的設(shè)計(jì)改進(jìn)、軟件優(yōu)化以及實(shí)現(xiàn).此外,它通過(guò)將DDF的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為組件實(shí)現(xiàn)嵌入式軟件的綜合.它在相關(guān)研究的基礎(chǔ)上提出一個(gè)合適的組件模型,并給出具體的實(shí)現(xiàn)技術(shù).該組件技術(shù)將有助于通過(guò)并發(fā)工作加快開(kāi)發(fā)進(jìn)度、通過(guò)復(fù)用現(xiàn)有高質(zhì)量組件得到更可靠的系統(tǒng)、由領(lǐng)域?qū)＜姨峁└叱橄蠹?jí)的專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)組件以及提高系統(tǒng)的可維護(hù)性.該文主要內(nèi)容包括:通過(guò)DDF來(lái)對(duì)嵌入式軟件進(jìn)行建模與分析、設(shè)計(jì)合適