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嵌入式通信系統優(yōu)化設計探索論文
摘要：此篇文章首先對嵌入式系統進(jìn)行了整體的闡述，并對其在設計中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，對其系統的優(yōu)化設計提出了相關(guān)的建議，以便能夠進(jìn)一步促進(jìn)嵌入式通信系統的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：嵌入式；通信系統；優(yōu)化設計；問(wèn)題建議
1嵌入式通信系統的特征、工作及調度原理分析
1.1特征分析
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，時(shí)代的不斷進(jìn)步，也使得人們對通信系統的要求越來(lái)越高，因此作為通信系統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(lái)提升自身的競爭力。而嵌入式通信系統就很好的符合了功能、性能以及實(shí)用性的要求，其在應用時(shí)一定要在特定的場(chǎng)景下，并滿(mǎn)足特殊的應用目的，相比較其他系統的特征來(lái)說(shuō)，一是能夠與時(shí)間的限制性相適應，且在任務(wù)執行時(shí)具有時(shí)限屬性，并需要在一定時(shí)間內將其完成；二是具備良好的可靠性，尤其是將其應用在航空器以及汽車(chē)等控制系統中，其運行的可靠性直接回影響到人們的生命財產(chǎn)以及國防的安全；三是通信系統還具備復雜性，主要體現在約束的時(shí)間和資源方面，約束時(shí)間也就是在通信系統執行任務(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多個(gè)資源時(shí)要依照資源的前后控制協(xié)議來(lái)執行，以免出現鎖死，阻礙任務(wù)進(jìn)行的現象。四是具有任務(wù)多類(lèi)型多的特征。在對任務(wù)處理時(shí)要辨別任務(wù)的類(lèi)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
在嵌入式通信系統正常運行的過(guò)程中，需要在不同任務(wù)間通信時(shí)就需要利用到寫(xiě)、讀以及共享變量的方式來(lái)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的安全正常運行。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(fǎng)問(wèn)時(shí)將其鎖定，之后在解鎖，若鎖定或解鎖失敗，就會(huì )導致系統無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)變量，同時(shí)也會(huì )導致任務(wù)不能依照原定計劃進(jìn)行和完成。因此通信系統一定要協(xié)調好訪(fǎng)問(wèn)變量與任務(wù)落實(shí)之間的關(guān)系。
1.3調度原理的分析
為能夠保證通信系統資源能夠被精準的調度，且與特定要求相適應，在對其系統進(jìn)行設計前一定要注重對其目標任務(wù)的可調度行進(jìn)行分析，并使之與調度理論相符合，然后在對調度方案進(jìn)行確定。在對其執行任務(wù)進(jìn)行調度時(shí)，其技術(shù)可以利用可調度性分析和調度策略來(lái)進(jìn)行，并依據調度技術(shù)中的機制與策略來(lái)對嵌入式通信系統的可調度性進(jìn)行判斷。對于嵌入式通信系統來(lái)說(shuō)，在對其應用時(shí)一定要在特定的環(huán)境中進(jìn)行，也就是要求通信系統設備一定要具備集成化高、設備小型化的特點(diǎn)，并且能夠與網(wǎng)絡(luò )相結合，有較強的移動(dòng)性能。而且對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任務(wù)集成在芯片內部。當然，只有保證嵌入式通信系統軟硬件效率，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(shuō)嵌入式通信系統就是將研發(fā)、資金、技術(shù)以及創(chuàng )新知識為一體的集成化系統。
2嵌入式通信系統運行中存在的不足
2.1網(wǎng)絡(luò )容量較小，內存不足
一般情況下，嵌入式通信系統主要有8個(gè)消息和4個(gè)ECU，且通信周期長(cháng)度為1，各個(gè)消息之間的周期也為1，所以在通信系統的周期中都存在8個(gè)時(shí)間槽，目的就是協(xié)調消息的周期。而且當節點(diǎn)由嵌入式通信系統的總線(xiàn)進(jìn)行連接，在不同ECU節點(diǎn)信號正常通訊的條件下，消息就會(huì )在總線(xiàn)上進(jìn)行調度，有次可以分析到當消息全部發(fā)出后，就會(huì )使嵌入式通信系統上的時(shí)間槽全部被占滿(mǎn)，使系統資源達到飽和，導致網(wǎng)絡(luò )容量?jì)却媲啡�，不能及時(shí)的對其他信息進(jìn)行解決。
2.2對于分支負載的支配不夠均衡
由于嵌入式通信系統在的網(wǎng)絡(luò )容量不足，導致其在靜態(tài)時(shí)間槽內的容量全部被占用，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載嚴重不均衡的狀態(tài)。而出現這樣負載不均衡的現象嚴重情況下會(huì )使通信系統阻擋外界新消息的傳輸，使通信系統的升級收到制約，從而使其在擴展方面遇到困難。究根結底，造成這種問(wèn)題出現的原因就是嵌入式通信系統在網(wǎng)絡(luò )結構的設計方面存在問(wèn)題，沒(méi)有將負載均衡考慮到設計當中。
3嵌入式通信系統優(yōu)化設計的具體措施分析
3.1應該注重對嵌入式通信系統在消息緩存結構方面的優(yōu)化設計
要想有效的擴展嵌入式通信系統的網(wǎng)絡(luò )容量，可以利用交換機來(lái)將之前的設備進(jìn)行替換，因為交換機的作用是能夠將消息有效的傳遞給所需要此消息的分析，能夠支持多個(gè)分支上CPU節點(diǎn)消息的同步傳輸，從而使嵌入式通信系統的網(wǎng)絡(luò )得到提升，提高其寬速度。當然，要保證嵌入式通信系統的交換機與通信系統整體的總線(xiàn)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(mǎn)足嵌入式通信系統的要求，發(fā)揮更大的作用。在對嵌入式通信系統的交換機進(jìn)行配置時(shí)，應使其輸入端口以及輸出端口的連接方式不相一致，以此來(lái)對使消息能夠準確的判定出輸出的路徑，由于此系統中的各個(gè)時(shí)間槽中都包括相應的報文，所以就需要依據時(shí)間槽內報文的不同對交換機的連接方式進(jìn)行重新配置，將其更換成沒(méi)有延遲、沒(méi)有緩沖的嵌入式通信系統的交換機，從而使嵌入式通信系統的交換結構得到合理有效的優(yōu)化，延展其網(wǎng)絡(luò )容量，保證系統能夠快速有效的運行。
3.2對嵌入式通信系統HSRN負載進(jìn)行均衡優(yōu)化設計
為了能夠保證嵌入式通信系統在運行過(guò)程中的負載均衡，我們可以對其HSRN的不同分支的負載進(jìn)行均衡化的優(yōu)化設計，以此來(lái)對通信網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行優(yōu)化，并利用交換機對通信網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行分割。這樣就能夠在不同分支負載均衡性相差較小的條件下，來(lái)對嵌入式通信系統網(wǎng)絡(luò )的可擴展性進(jìn)行提升。在對負載的均衡性進(jìn)行設計后，當電子系統中的軟件升級時(shí)，就會(huì )使嵌入式通信系統的數據量發(fā)生增多現象，就會(huì )使各個(gè)分支之間存在較大的擴展量，以便能夠更加便捷的實(shí)現對系統的升級與擴展。嵌入式通信系統HSRN在結構上進(jìn)行了突破和優(yōu)化，利用消息緩存機構來(lái)實(shí)現系統容量的擴增，以滿(mǎn)足系統的需求。主要實(shí)現的方式為我們在交換機中設置的緩存隊列可以對一些跨分支的消息作用，從而減少約束關(guān)系，這樣就能夠相對的提高嵌入式通信系統消息的準確性和可調度性，自然信息的容納量也會(huì )隨之升高，最終實(shí)現對網(wǎng)絡(luò )通信運用效率的提高。
4總結
嵌入式通信系統在我們社會(huì )中各個(gè)領(lǐng)域的應用都十分廣泛，隨著(zhù)時(shí)代的不斷進(jìn)步也要求通信系統的進(jìn)步，所以就需要對自身的性能、功能等多方面進(jìn)行全面的優(yōu)化和設計，盡管在應用中存在網(wǎng)絡(luò )容量小和負載不均衡的問(wèn)題，但通過(guò)對其設備的更換以及對嵌入式通信系統的優(yōu)化設計，也對兩問(wèn)題進(jìn)行了處理。
參考文獻
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[2]姜忠龍.嵌入式系統可信軟件棧自動(dòng)化測試研究[J].計算機與數字工程,2013(02).
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