基于C语言程序的嵌入式系统软件设计王晗硕

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2024年1月14日发(作者：)

基于C语言程序的嵌入式系统软件设计 王晗硕发布时间：2023-07-30T06:13:43.191Z 来源：《中国科技信息》2023年8期 作者： 王晗硕[导读] 为了缩短软件编程时长，降低软件空间资源占用率，设计一套嵌入式系统软件设计方法。首先，研究系统层次架构。其次，从代码调控、循环设计、函数表达设计3个方面入手，完成系统软件设计。最后，分析仿真实验结果。结果表明，提出的软件设计方法具有编程过程耗时短、软件空间资源占用率低、运行性能高等优点，完全符合实际应用需求。身份证号码：22XXXX摘要：为了缩短软件编程时长，降低软件空间资源占用率，设计一套嵌入式系统软件设计方法。首先，研究系统层次架构。其次，从代码调控、循环设计、函数表达设计3个方面入手，完成系统软件设计。最后，分析仿真实验结果。结果表明，提出的软件设计方法具有编程过程耗时短、软件空间资源占用率低、运行性能高等优点，完全符合实际应用需求。关键词：C语言程序；嵌入式系统；软件设计；

嵌入式系统软件作为一种常用的计算机器件，具有相对独立和自主运行等特点，主要由软件和硬件两个部分组成。C语言凭借着灵活性高、易维护等特点，被广泛应用于软件应用程序设计和开发领域，能有效提高嵌入式系统软件的扩展性和高效性，因此加强对基于C语言程序嵌入式系统软件的设计显得尤为重要。1 系统层次架构设计1.1 层次架构设计思路本次系统层次架构设计采用层次化划分思想规划软件，架构不同，所对应的软件模块也不同，同时要结合不同模块之间的关联性，科学设计系统层析架构。系统层次架构设计思路分为两个方面：一方面，科学划分系统层次架构，使其被划分为数据整理层、功能展示层和分析处理层3个部分，且各个层次架构呈递进关系的功能，以确保系统功能模块具有较高层次性和协调性；另一方面，为了设计的系统模块功能具有较高的高内聚性和低耦合性，技术人员要从任务分析、功能设计、重用程度3个环节出发科学设计软件模块功能。1.2 层次架构设计方法技术人员要严格按照的系统层次架构设计流程设计嵌入式系统软件层次架构。首先，采用递进方式系统化分析系统功能需求，并进行抽象化处理，从而确定系统概念层次和软件层次。其次，通过采用反向递进方式分析系统硬件部分功能需求，获得所需的系统硬件环境，同时结合嵌入式系统软件的实际运行需求，科学地设计软件编程程序，确保系统硬件各项功能实现效果。再次，通过采用递进式与反向递进式相结合的方式，检查相邻层次架构之间的调用关系，确保层次架构之间能够顺畅地进行数据交流，提升层次架构调用的有效性。最后，通过整合处理系统各个层次架构优化和完善相关功能，为后期重用软件编程程序打下坚实的基础。需注意，设计嵌入式系统软件层次架构过程中要利用封装硬件功能，简化系统开发过程，确保提高系统软件编程代码复用率。2 系统软件设计在完成嵌入式系统层次架构设计的基础上，运用电磁场语言技术，从以下几个方面入手科学设计C语言编程软件。2.1 代码调控结合设计的系统层次架构制定相应的系统管理原则，提高编程代码的组织管理能力和调控开发能力。2.1.1 代码管理虽然C语言具有较高的灵活性，但是很容易造成文件组织出现混乱，导致代码可阅读性低。尽管标准C语言开发工具无法为开发人员提供功能强大的软件框架管理功能，但是运用系统逻辑架构设计思想，可以制定符合代码管理需求的文件管理原则，确保代码文件表现出较高的文件组织管理能力。设计时，需结合系统层次划分标准，采用组织管理的方式实时管理代码目录，同时将主程序代码和头文添加到根目录中，将剩下的文件放置到其他文件夹中，并保证文件名格式的统一性。同时，第三方通用函数库可以构建Com Func文件夹。该文件夹用于存放和管理所需要的文件目录。另外，为了进一步提高嵌入式系统软件开发质量，要充分发挥和利用不同层次架构应用优势，确保操作人员在多个文件夹中完成相应种类工作。2.1.2 模块管理

为了保证系统高内聚性功能实现效果，在设计嵌入式系统软件期间，要禁止使用全局变量管理软件模块，要利用函数参数完成信息交互与处理。对于同类系统任务而言，要将其存储到同一文件夹中。上一层次架构在实际设计和开发期间，要调用下一层架构，但是要尽可能地避免下层架构出现超级调用现象。2.2 循环设计循环设计软件任务期间，要确保设计的循环变量无限逼近于零，从而有效避免因循环无故中断而出现不必要嵌入式系统软件开销问题。总之，通过循环设计任务，可以最大限度地加快软件循环执行速度。2.3 函数表达设计因为C语言程序通常会涉及若干个函数表达式，所以在进行函数表达设计期间，加强函数变化研究显得尤为重要。通过编辑处理main函数，利用agent表示函数内相关参数。该过程中，需要通过分析获得需要的main函数相关即时数组信息。软件模块相关函数一旦出现相关变化，就会严重影响函数配置启动效果。因此，首先通过归零处理的方式处理main函数，不断提高C语言程序运行效率，同时通过利用main函数，智能化调控嵌入式系统软件模式。其次，结合交叉比对结果删除无用数据，确保C语言程序的有序性。最后，重新定义main函数表达式，确保各个函数建立有效连接关系，以便软件编程程序可更好地适应不同语言环境。2.4 面向对象设计在进行编程期间，科学应用C语言函数指针可以集成、封装处理面向对象，显著提升编程效率，保证代码复用率。因此，相关人员有必要从以下3个方面入手，科学设计面向对象。（1）继承。通过采用结构嵌套的方式，继承对象属性。（2）封装。通过借助函数指针，可以绑定处理数据和函数，从而达到封装处理对象属性的目的。（3）多态。封装相关实例通常会隐藏多态，在实现相关软件程序期间，可以采用多种实现方式，无需考虑函数的数据处理方式，有效保证了软件程序编写的高效性和准确性。3 仿真实验与结果分析为了验证该软件设计方法的有效性和可靠性，采用实验仿真的方式设计实验流程。本次实验利用MATLAB仿真平台开展。为了进一步地提高实验结果的真实性和有效性，中的基于ZYNQ-7000的C语言编程软件设计方法和的基于C语言技术的计算机软件编程设计方法设置为对照组，与本文方法进行系统性能对比验证。对比指标包括编程过程耗时、软件空间资源占用率、运行精确率3方面。编程过程耗时指标可以反映不同软件设计方法所对应的编程过程耗时，编程过程耗时越短，编程效率越高。软件空间资源占用率指标可以反映软件设计方法的不同，不同软件设计方法对应的空间资源占用率存在一定的差异。运行精确率指标可以反映不同软件设计方法具有的编程结构可靠性，运行准确率越高，说明软件设计方法所对应的编程结果可靠性越高。在不断增加实验次数的基础上，统计的不同软件设计方法的编程过程耗时结果。软件设计方法的编程过程耗时最小值为8.40 s，最大值为8.80 s，软件设计方法的编程过程耗时最小值为8.70 s，最大值为9.90 s，而本文所提出的软件设计方法编程个耗时最大值为6.50 s，表明本文方法耗时最短，明显优于以上两种传统方法。为了更好地验证本文设计方法的有效性和可靠性，需要测试以上3种不同软件设计方法的软件空间资源占用率。软件设计方法不同，所采用的编程设计方式也存在一定的差异，软件空间资源占用率会随着试验次数不断增加而发生相应的变化。两种传统软件设计方法所对应的软件空间资源占用率在29.0%以上，而本文方法所对应的软件空间资源占用率为15.0%～17.0%，表明本文方法所对应的软件空间资源占用率较低。4 结语为了充分发挥和利用C语言程序的应用优势，提出了一套嵌入式系统软件设计方法，并采用仿真实验的方式验证设计方法。结果表明，该软件设计方法具有编程效率高、软件空间资源占用率低、运行性能稳定等优点，可为促使嵌入式系统软件的健康、可持续发展提供重要的技术支持。

参考文献：[1]杨迎.Java技术在嵌入式系统中的作用探讨[J].无线互联科技，2022，19（14）：96-98.[2]黎建.“嵌入式C语言”教学中的问题及策略研究[J].江苏科技信息，2022，39（12）：73-76.[3]孙自立.嵌入式系统视域下C语言编程软件设计架构[J].软件，2022，43（2）：133-135.[4]刘林芳.嵌入式系统中C语言编程软件设计[J].电子技术与软件工程，2021（1）：24-25.

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