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嵌入式通信系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)探索論文
摘要：此篇文章首先對(duì)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行了整體的闡述，并對(duì)其在設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行了分析，對(duì)其系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出了相關(guān)的建議，以便能夠進(jìn)一步促進(jìn)嵌入式通信系統(tǒng)的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：嵌入式；通信系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；問題建議
1嵌入式通信系統(tǒng)的特征、工作及調(diào)度原理分析
1.1特征分析
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，時(shí)代的不斷進(jìn)步，也使得人們對(duì)通信系統(tǒng)的要求越來越高，因此作為通信系統(tǒng)的制造商就要不斷發(fā)展和完善其功能、性能以及實(shí)用性，以此來提升自身的競(jìng)爭(zhēng)力。而嵌入式通信系統(tǒng)就很好的符合了功能、性能以及實(shí)用性的要求，其在應(yīng)用時(shí)一定要在特定的場(chǎng)景下，并滿足特殊的應(yīng)用目的，相比較其他系統(tǒng)的特征來說，一是能夠與時(shí)間的限制性相適應(yīng)，且在任務(wù)執(zhí)行時(shí)具有時(shí)限屬性，并需要在一定時(shí)間內(nèi)將其完成；二是具備良好的可靠性，尤其是將其應(yīng)用在航空器以及汽車等控制系統(tǒng)中，其運(yùn)行的可靠性直接回影響到人們的生命財(cái)產(chǎn)以及國防的安全；三是通信系統(tǒng)還具備復(fù)雜性，主要體現(xiàn)在約束的時(shí)間和資源方面，約束時(shí)間也就是在通信系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)時(shí)都要與其約束的時(shí)間相符合，約束資源也就是在面對(duì)多個(gè)資源時(shí)要依照資源的前后控制協(xié)議來執(zhí)行，以免出現(xiàn)鎖死，阻礙任務(wù)進(jìn)行的現(xiàn)象。四是具有任務(wù)多類型多的特征。在對(duì)任務(wù)處理時(shí)要辨別任務(wù)的類型，主要包括：偶發(fā)式任務(wù)、周期式、非周期式以及非實(shí)時(shí)式任務(wù)等。
1.2工作原理分析
在嵌入式通信系統(tǒng)正常運(yùn)行的過程中，需要在不同任務(wù)間通信時(shí)就需要利用到寫、讀以及共享變量的方式來完成。因此，只有確保共享變量不受到影響，使其一直處于一致性狀態(tài)，才可以更好的保障通信系統(tǒng)的安全正常運(yùn)行。在保證共享變量的一致性方面一般會(huì)利用原子鎖進(jìn)行控制，也就是訪問時(shí)將其鎖定，之后在解鎖，若鎖定或解鎖失敗，就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)無法訪問變量，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致任務(wù)不能依照原定計(jì)劃進(jìn)行和完成。因此通信系統(tǒng)一定要協(xié)調(diào)好訪問變量與任務(wù)落實(shí)之間的關(guān)系。
1.3調(diào)度原理的分析
為能夠保證通信系統(tǒng)資源能夠被精準(zhǔn)的調(diào)度，且與特定要求相適應(yīng)，在對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)前一定要注重對(duì)其目標(biāo)任務(wù)的可調(diào)度行進(jìn)行分析，并使之與調(diào)度理論相符合，然后在對(duì)調(diào)度方案進(jìn)行確定。在對(duì)其執(zhí)行任務(wù)進(jìn)行調(diào)度時(shí)，其技術(shù)可以利用可調(diào)度性分析和調(diào)度策略來進(jìn)行，并依據(jù)調(diào)度技術(shù)中的機(jī)制與策略來對(duì)嵌入式通信系統(tǒng)的可調(diào)度性進(jìn)行判斷。對(duì)于嵌入式通信系統(tǒng)來說，在對(duì)其應(yīng)用時(shí)一定要在特定的環(huán)境中進(jìn)行，也就是要求通信系統(tǒng)設(shè)備一定要具備集成化高、設(shè)備小型化的特點(diǎn)，并且能夠與網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，有較強(qiáng)的移動(dòng)性能。而且對(duì)于嵌入式要求也要保證其嵌入式CPU體積小、功率和能耗低的特點(diǎn)，以便可以將通用CPU中由板卡完成的目標(biāo)任務(wù)集成在芯片內(nèi)部。當(dāng)然，只有保證嵌入式通信系統(tǒng)軟硬件效率，出去冗余的情況下，才能夠更好的保證其性能最大化�？梢哉f嵌入式通信系統(tǒng)就是將研發(fā)、資金、技術(shù)以及創(chuàng)新知識(shí)為一體的集成化系統(tǒng)。
2嵌入式通信系統(tǒng)運(yùn)行中存在的不足
2.1網(wǎng)絡(luò)容量較小，內(nèi)存不足
一般情況下，嵌入式通信系統(tǒng)主要有8個(gè)消息和4個(gè)ECU，且通信周期長度為1，各個(gè)消息之間的周期也為1，所以在通信系統(tǒng)的周期中都存在8個(gè)時(shí)間槽，目的就是協(xié)調(diào)消息的周期。而且當(dāng)節(jié)點(diǎn)由嵌入式通信系統(tǒng)的總線進(jìn)行連接，在不同ECU節(jié)點(diǎn)信號(hào)正常通訊的條件下，消息就會(huì)在總線上進(jìn)行調(diào)度，有次可以分析到當(dāng)消息全部發(fā)出后，就會(huì)使嵌入式通信系統(tǒng)上的時(shí)間槽全部被占滿，使系統(tǒng)資源達(dá)到飽和，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)容量?jī)?nèi)存欠缺，不能及時(shí)的對(duì)其他信息進(jìn)行解決。
2.2對(duì)于分支負(fù)載的支配不夠均衡
由于嵌入式通信系統(tǒng)在的網(wǎng)絡(luò)容量不足，導(dǎo)致其在靜態(tài)時(shí)間槽內(nèi)的容量全部被占用，而動(dòng)態(tài)時(shí)間槽容量卻才占到一半，這樣就形成了分支負(fù)載嚴(yán)重不均衡的狀態(tài)。而出現(xiàn)這樣負(fù)載不均衡的現(xiàn)象嚴(yán)重情況下會(huì)使通信系統(tǒng)阻擋外界新消息的傳輸，使通信系統(tǒng)的升級(jí)收到制約，從而使其在擴(kuò)展方面遇到困難。究根結(jié)底，造成這種問題出現(xiàn)的原因就是嵌入式通信系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面存在問題，沒有將負(fù)載均衡考慮到設(shè)計(jì)當(dāng)中。
3嵌入式通信系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體措施分析
3.1應(yīng)該注重對(duì)嵌入式通信系統(tǒng)在消息緩存結(jié)構(gòu)方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)
要想有效的擴(kuò)展嵌入式通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)容量，可以利用交換機(jī)來將之前的設(shè)備進(jìn)行替換，因?yàn)榻粨Q機(jī)的作用是能夠?qū)⑾⒂行У膫鬟f給所需要此消息的分析，能夠支持多個(gè)分支上CPU節(jié)點(diǎn)消息的同步傳輸，從而使嵌入式通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)得到提升，提高其寬速度。當(dāng)然，要保證嵌入式通信系統(tǒng)的交換機(jī)與通信系統(tǒng)整體的總線保持一致，且保證其處于電路交換模式，只有這樣才能夠使其滿足嵌入式通信系統(tǒng)的要求，發(fā)揮更大的作用。在對(duì)嵌入式通信系統(tǒng)的交換機(jī)進(jìn)行配置時(shí)，應(yīng)使其輸入端口以及輸出端口的連接方式不相一致，以此來對(duì)使消息能夠準(zhǔn)確的判定出輸出的路徑，由于此系統(tǒng)中的各個(gè)時(shí)間槽中都包括相應(yīng)的報(bào)文，所以就需要依據(jù)時(shí)間槽內(nèi)報(bào)文的不同對(duì)交換機(jī)的連接方式進(jìn)行重新配置，將其更換成沒有延遲、沒有緩沖的嵌入式通信系統(tǒng)的交換機(jī)，從而使嵌入式通信系統(tǒng)的交換結(jié)構(gòu)得到合理有效的優(yōu)化，延展其網(wǎng)絡(luò)容量，保證系統(tǒng)能夠快速有效的運(yùn)行。
3.2對(duì)嵌入式通信系統(tǒng)HSRN負(fù)載進(jìn)行均衡優(yōu)化設(shè)計(jì)
為了能夠保證嵌入式通信系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的負(fù)載均衡，我們可以對(duì)其HSRN的不同分支的負(fù)載進(jìn)行均衡化的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以此來對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，并利用交換機(jī)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分割。這樣就能夠在不同分支負(fù)載均衡性相差較小的條件下，來對(duì)嵌入式通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性進(jìn)行提升。在對(duì)負(fù)載的均衡性進(jìn)行設(shè)計(jì)后，當(dāng)電子系統(tǒng)中的軟件升級(jí)時(shí)，就會(huì)使嵌入式通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量發(fā)生增多現(xiàn)象，就會(huì)使各個(gè)分支之間存在較大的擴(kuò)展量，以便能夠更加便捷的實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的升級(jí)與擴(kuò)展。嵌入式通信系統(tǒng)HSRN在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了突破和優(yōu)化，利用消息緩存機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)容量的擴(kuò)增，以滿足系統(tǒng)的需求。主要實(shí)現(xiàn)的方式為我們?cè)诮粨Q機(jī)中設(shè)置的緩存隊(duì)列可以對(duì)一些跨分支的消息作用，從而減少約束關(guān)系，這樣就能夠相對(duì)的提高嵌入式通信系統(tǒng)消息的準(zhǔn)確性和可調(diào)度性，自然信息的容納量也會(huì)隨之升高，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信運(yùn)用效率的提高。
4總結(jié)
嵌入式通信系統(tǒng)在我們社會(huì)中各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用都十分廣泛，隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步也要求通信系統(tǒng)的進(jìn)步，所以就需要對(duì)自身的性能、功能等多方面進(jìn)行全面的優(yōu)化和設(shè)計(jì)，盡管在應(yīng)用中存在網(wǎng)絡(luò)容量小和負(fù)載不均衡的問題，但通過對(duì)其設(shè)備的更換以及對(duì)嵌入式通信系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，也對(duì)兩問題進(jìn)行了處理。
參考文獻(xiàn)
[1]陳沐良.嵌入式系統(tǒng)軟件能耗分析技術(shù)的研究[J].電子技術(shù)與軟件工程,2015,(14).
[2]姜忠龍.嵌入式系統(tǒng)可信軟件棧自動(dòng)化測(cè)試研究[J].計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程,2013(02).
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