嵌入式通訊系統最佳化設計探索論文
摘要：此篇文章首先對嵌入式系統進行了整體的闡述，並對其在設計中存在的問題進行了分析，對其系統的最佳化設計提出了相關的建議，以便能夠進一步促進嵌入式通訊系統的發展。
關鍵詞：嵌入式；通訊系統；最佳化設計；問題建議
1嵌入式通訊系統的特徵、工作及排程原理分析
1.1特徵分析
隨著科學技術的不斷髮展，時代的不斷進步，也使得人們對通訊系統的要求越來越高，因此作為通訊系統的製造商就要不斷髮展和完善其功能、效能以及實用性，以此來提升自身的競爭力。而嵌入式通訊系統就很好的符合了功能、效能以及實用性的要求，其在應用時一定要在特定的場景下，並滿足特殊的應用目的，相比較其他系統的特徵來說，一是能夠與時間的限制性相適應，且在任務執行時具有時限屬性，並需要在一定時間內將其完成；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等控制系統中，其執行的可靠性直接回影響到人們的生命財產以及國防的安全；三是通訊系統還具備複雜性，主要體現在約束的時間和資源方面，約束時間也就是在通訊系統執行任務時都要與其約束的時間相符合，約束資源也就是在面對多個資源時要依照資源的前後控制協議來執行，以免出現鎖死，阻礙任務進行的現象。四是具有任務多型別多的特徵。在對任務處理時要辨別任務的型別，主要包括：偶發式任務、週期式、非週期式以及非實時式任務等。
1.2工作原理分析
在嵌入式通訊系統正常執行的過程中，需要在不同任務間通訊時就需要利用到寫、讀以及共享變數的方式來完成。因此，只有確保共享變數不受到影響，使其一直處於一致性狀態，才可以更好的保障通訊系統的安全正常執行。在保證共享變數的一致性方面一般會利用原子鎖進行控制，也就是訪問時將其鎖定，之後在解鎖，若鎖定或解鎖失敗，就會導致系統無法訪問變數，同時也會導致任務不能依照原定計劃進行和完成。因此通訊系統一定要協調好訪問變數與任務落實之間的關係。
1.3排程原理的分析
為能夠保證通訊系統資源能夠被精準的排程，且與特定要求相適應，在對其系統進行設計前一定要注重對其目標任務的可排程行進行分析，並使之與排程理論相符合，然後在對排程方案進行確定。在對其執行任務進行排程時，其技術可以利用可排程性分析和排程策略來進行，並依據排程技術中的機制與策略來對嵌入式通訊系統的可排程性進行判斷。對於嵌入式通訊系統來說，在對其應用時一定要在特定的環境中進行，也就是要求通訊系統裝置一定要具備整合化高、裝置小型化的特點，並且能夠與網路相結合，有較強的移動效能。而且對於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，以便可以將通用CPU中由板卡完成的目標任務整合在晶片內部。當然，只有保證嵌入式通訊系統軟硬體效率，出去冗餘的情況下，才能夠更好的保證其效能最大化。可以說嵌入式通訊系統就是將研發、資金、技術以及創新知識為一體的整合化系統。
2嵌入式通訊系統執行中存在的不足
2.1網路容量較小，記憶體不足
一般情況下，嵌入式通訊系統主要有8個訊息和4個ECU，且通訊週期長度為1，各個訊息之間的週期也為1，所以在通訊系統的週期中都存在8個時間槽，目的就是協調訊息的週期。而且當節點由嵌入式通訊系統的匯流排進行連線，在不同ECU節點訊號正常通訊的條件下，訊息就會在總線上進行排程，有次可以分析到當訊息全部發出後，就會使嵌入式通訊系統上的時間槽全部被佔滿，使系統資源達到飽和，導致網路容量記憶體欠缺，不能及時的對其他資訊進行解決。
2.2對於分支負載的支配不夠均衡
由於嵌入式通訊系統在的網路容量不足，導致其在靜態時間槽內的容量全部被佔用，而動態時間槽容量卻才佔到一半，這樣就形成了分支負載嚴重不均衡的狀態。而出現這樣負載不均衡的現象嚴重情況下會使通訊系統阻擋外界新訊息的傳輸，使通訊系統的升級收到制約，從而使其在擴充套件方面遇到困難。究根結底，造成這種問題出現的原因就是嵌入式通訊系統在網路結構的設計方面存在問題，沒有將負載均衡考慮到設計當中。
3嵌入式通訊系統最佳化設計的具體措施分析
3.1應該注重對嵌入式通訊系統在訊息快取結構方面的最佳化設計
要想有效的擴充套件嵌入式通訊系統的網路容量，可以利用交換機來將之前的裝置進行替換，因為交換機的作用是能夠將訊息有效的傳遞給所需要此訊息的分析，能夠支援多個分支上CPU節點訊息的同步傳輸，從而使嵌入式通訊系統的網路得到提升，提高其寬速度。當然，要保證嵌入式通訊系統的交換機與通訊系統整體的匯流排保持一致，且保證其處於電路交換模式，只有這樣才能夠使其滿足嵌入式通訊系統的要求，發揮更大的作用。在對嵌入式通訊系統的交換機進行配置時，應使其輸入埠以及輸出埠的連線方式不相一致，以此來對使訊息能夠準確的判定出輸出的路徑，由於此係統中的各個時間槽中都包括相應的報文，所以就需要依據時間槽內報文的.不同對交換機的連線方式進行重新配置，將其更換成沒有延遲、沒有緩衝的嵌入式通訊系統的交換機，從而使嵌入式通訊系統的交換結構得到合理有效的最佳化，延展其網路容量，保證系統能夠快速有效的執行。
3.2對嵌入式通訊系統HSRN負載進行均衡最佳化設計
為了能夠保證嵌入式通訊系統在執行過程中的負載均衡，我們可以對其HSRN的不同分支的負載進行均衡化的最佳化設計，以此來對通訊網路進行最佳化，並利用交換機對通訊網路進行分割。這樣就能夠在不同分支負載均衡性相差較小的條件下，來對嵌入式通訊系統網路的可擴充套件性進行提升。在對負載的均衡性進行設計後，當電子系統中的軟體升級時，就會使嵌入式通訊系統的資料量發生增多現象，就會使各個分支之間存在較大的擴充套件量，以便能夠更加便捷的實現對系統的升級與擴充套件。嵌入式通訊系統HSRN在結構上進行了突破和最佳化，利用訊息快取機構來實現系統容量的擴增，以滿足系統的需求。主要實現的方式為我們在交換機中設定的快取佇列可以對一些跨分支的訊息作用，從而減少約束關係，這樣就能夠相對的提高嵌入式通訊系統訊息的準確性和可排程性，自然資訊的容納量也會隨之升高，最終實現對網路通訊運用效率的提高。
4總結
嵌入式通訊系統在我們社會中各個領域的應用都十分廣泛，隨著時代的不斷進步也要求通訊系統的進步，所以就需要對自身的效能、功能等多方面進行全面的最佳化和設計，儘管在應用中存在網路容量小和負載不均衡的問題，但透過對其裝置的更換以及對嵌入式通訊系統的最佳化設計，也對兩問題進行了處理。
參考文獻
[1]陳沐良.嵌入式系統軟體能耗分析技術的研究[J].電子技術與軟體工程,2015,(14).
[2]姜忠龍.嵌入式系統可信軟體棧自動化測試研究[J].計算機與數字工程,2013(02).
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