摘 要：嵌入式軟件技術(shù)是一種常用的計(jì)算機(jī)技術(shù)，并且已經(jīng)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的生產(chǎn)生活領(lǐng)域得到了十分普遍的應(yīng)用。不論是航空航天、軍事國防，還是醫(yī)療衛(wèi)生、電子通訊等，嵌入式軟件技術(shù)隨處可見。就目前嵌入式軟件的發(fā)展情況來看，其擁有速度快、軟件代碼規(guī)模小等優(yōu)勢(shì)，在未來的智能化領(lǐng)域中擁有十分廣闊的發(fā)展前景?，F(xiàn)文章主要針對(duì)嵌入式軟件的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行研究，以期充分發(fā)揮嵌入式軟件技術(shù)對(duì)生產(chǎn)生活的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：嵌入式軟件；發(fā)展現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

在計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的現(xiàn)代化社會(huì)中，單一的計(jì)算機(jī)設(shè)備已經(jīng)難以滿足人們的生活與生產(chǎn)需求，人們開始對(duì)各種類型的嵌入式軟件提出了新的要求。在日常生活中，嵌入式軟件隨處可見。網(wǎng)絡(luò)電視、智能家電、汽車電子控制、全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)、智能手機(jī)、智能游戲機(jī)等等都是應(yīng)用嵌入式軟件的產(chǎn)品。人們的日常生活已經(jīng)離不開嵌入式軟件技術(shù)，嵌入式軟件的發(fā)展方向?qū)?huì)成為未來生產(chǎn)生活的關(guān)鍵。因此，針對(duì)嵌入式軟件的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行研究對(duì)于嵌入式軟件技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步有著十分重要的實(shí)際意義。

1 嵌入式軟件

軟件是為了滿足使用需求而設(shè)計(jì)開發(fā)的程序、文件與相關(guān)技術(shù)。從分類的角度來看，軟件可以分為系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件，從應(yīng)用范圍來分可以分為數(shù)據(jù)庫軟件、嵌入式軟件等。從計(jì)算理論來看，一般軟件可以看作是一組過程化的數(shù)學(xué)函數(shù)，函數(shù)輸入數(shù)據(jù)隱射輸出數(shù)據(jù)。而嵌入式軟件同樣也是數(shù)學(xué)函數(shù)，但是其于嵌入式軟件的主要作用并非轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)，而是與物理領(lǐng)域進(jìn)行聯(lián)通。簡(jiǎn)單的說，就是利用相關(guān)技術(shù)將操作系統(tǒng)或者其他開發(fā)軟件嵌入到硬件之中。

1.1 嵌入式軟件的分類

嵌入式操作系統(tǒng)。嵌入式操作系統(tǒng)EOS（Embedded Operating System）是一種運(yùn)用十分普及的系統(tǒng)軟件。以往該操作系統(tǒng)更多的是被用于工業(yè)生產(chǎn)以及國防管理控制領(lǐng)域當(dāng)中。嵌入式操作系統(tǒng)需要完成嵌入系統(tǒng)中所有的硬件、軟件的調(diào)度、調(diào)整、控制與協(xié)調(diào)工作。嵌入式操作系統(tǒng)必須要充分體現(xiàn)系統(tǒng)的特點(diǎn)，通過安裝與卸載模塊的操作來完成系統(tǒng)的功能。一般來說，嵌入式操作系統(tǒng)主要在商業(yè)運(yùn)作中應(yīng)用更為合適。20世紀(jì)80年代開始，商業(yè)化的嵌入式操作系統(tǒng)就得到繁榮的發(fā)展。目前，全球主要的嵌入式操作系統(tǒng)有Windows CE、Palm OS、Linux、VxWorks等等[1]。其中在我國得到了普及應(yīng)用的軟件有WindRiver、Microsoft、QNX。相對(duì)于國外來說，我國嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展起步時(shí)間較晚，與國外還存在一定的距離。國內(nèi)該類型產(chǎn)品主要是在自主版權(quán)的Linux操作系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)的，使用較為普及的有紅旗Linux、東方Linux等。

嵌入式支撐軟件。嵌入式支撐軟件的功能是輔助軟件開發(fā)行為，為軟件開發(fā)提供一定的幫助與支持。嵌入式支撐軟件一般涵蓋數(shù)據(jù)庫、常用開發(fā)工具等。其中，數(shù)據(jù)庫是十分關(guān)鍵的。目前，嵌入式數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)十分普及。同時(shí)，伴隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟，人們對(duì)移動(dòng)數(shù)據(jù)的需求與要求也逐漸提高。嵌入式數(shù)據(jù)庫技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)、軍事部門等得到了重視。而嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫則是用于輔助計(jì)算的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。嵌入在移動(dòng)設(shè)備中的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)牽涉到數(shù)據(jù)庫技術(shù)、分布式計(jì)算技術(shù)、通訊技術(shù)等不同技術(shù)領(lǐng)域，并且就當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀來看已經(jīng)成為了一個(gè)研究氛圍濃厚，活躍進(jìn)步的領(lǐng)域[2]。

嵌入式應(yīng)用軟件。嵌入式應(yīng)用軟件是針對(duì)某一特定領(lǐng)域而形成的，基于某一特定硬件平臺(tái)的軟件，其能夠?qū)崿F(xiàn)用戶的與其目標(biāo)。鑒于用戶任務(wù)在時(shí)間與其他細(xì)節(jié)上的要求，因此部分嵌入式應(yīng)用軟件在應(yīng)用過程中需要指定的嵌入式操作系統(tǒng)。嵌入式應(yīng)用軟件相對(duì)于普通軟件來說有著十分顯著的區(qū)別，其不單單對(duì)精確性、穩(wěn)定性、安全性等方面有著更高的要求，同時(shí)還要盡可能的進(jìn)行優(yōu)化處理，從而減少對(duì)系統(tǒng)資源的占用，降低硬件的投入成本。目前，市場(chǎng)上已經(jīng)存在各種類型的嵌入式應(yīng)用軟件，常用的嵌入式軟件有瀏覽器、辦公處理軟件、多媒體軟件、人機(jī)控制軟件等等。在嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用軟件是最為活躍、最為積極的類型，每一款應(yīng)用軟件都擁有其指定的背景，雖然規(guī)模較小，但是技術(shù)含量高，因此嵌入式應(yīng)用軟件并沒有與操作系統(tǒng)與支撐軟件一樣被國外產(chǎn)品壟斷，而是擁有十分廣闊的發(fā)展前景。因此，嵌入式應(yīng)用軟件是我國嵌入式軟件的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域。

1.2 嵌入式軟件開發(fā)的特點(diǎn)

相對(duì)于一般計(jì)算機(jī)軟件來說，嵌入式軟件開發(fā)存在一定的特殊性，主要體現(xiàn)在：第一，開發(fā)規(guī)模較小，難度較大。普通的嵌入式軟件規(guī)模相對(duì)較小，大部分都在若干MB以內(nèi)。雖然軟件規(guī)模不大，但是開發(fā)難度卻較大。在桌面機(jī)上完成開發(fā)，在目標(biāo)機(jī)上順利運(yùn)行。嵌入式軟件開發(fā)需要涵蓋板級(jí)初始化程序、驅(qū)動(dòng)程序、應(yīng)用程序以及測(cè)試程度等等。通常都是牽涉到低層軟件的開發(fā)[3]?；谶@一需求，嵌入式軟件的開發(fā)難度較大，在開發(fā)過程中需要使用各種來寫的開發(fā)技術(shù)與開發(fā)工具來完成。第二，快速啟動(dòng)，立即運(yùn)行。在通電后若干秒內(nèi)就需要進(jìn)入正常的工作環(huán)境。所以大部分的嵌入式軟件往往都已經(jīng)被實(shí)現(xiàn)固化帶NorFlash等快速啟動(dòng)的主存當(dāng)中，在通電后即可以立即運(yùn)行?；蛘咧苯觿?dòng)NorFlash調(diào)入內(nèi)存后直接進(jìn)行運(yùn)行。或者直接被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)電子盤中，在通電后即可快速調(diào)入至RAM的運(yùn)行當(dāng)中。第三，實(shí)時(shí)性與可靠性要求高。嵌入式軟件不論當(dāng)前系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)情況如何在遇到外部事件時(shí)需要快速做出反應(yīng)。同時(shí)，還需要處理一異步并發(fā)事件的能力以及處理出錯(cuò)以及自動(dòng)復(fù)位的功能。使用容錯(cuò)、出錯(cuò)處理手段，在軟件運(yùn)行出現(xiàn)錯(cuò)誤或死機(jī)的時(shí)候可以自動(dòng)恢復(fù)到原先的正常運(yùn)行狀態(tài)。第四，程序一體化。嵌入式軟件是一種一體化程度，是基于應(yīng)用程序與操作系統(tǒng)整合的程序，因此其開發(fā)過程中需要做到程序一體化。

1.3 嵌入式軟件的開發(fā)環(huán)境

在個(gè)人計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的程序的開發(fā)過程與運(yùn)行環(huán)境大致相同。而嵌入式軟件則是在交叉的開發(fā)環(huán)境下進(jìn)行的，主要目的在于讓軟件開發(fā)過程中更加安全、更加可靠，全面提升開發(fā)的效率與質(zhì)量，降低軟件開發(fā)成本的難度與投入成本。嵌入式軟件的交叉開發(fā)環(huán)境即為用于編譯、鏈接、調(diào)試應(yīng)用程序的代碼環(huán)境與開展運(yùn)行應(yīng)用程序的代碼環(huán)境是不一致的，分別處于不同的設(shè)備裝置上。其中，進(jìn)行編譯、鏈接、調(diào)試環(huán)境的設(shè)備為宿主機(jī)，而進(jìn)行應(yīng)用程序代碼運(yùn)行的設(shè)備為目標(biāo)機(jī)。圖1位嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境的示意圖。

從嵌入式軟件的開發(fā)手段來看，交叉開發(fā)環(huán)境主要是由宿主機(jī)與目標(biāo)機(jī)一同構(gòu)成的，其兩者之間是基于物理連接基礎(chǔ)而形成的邏輯連接。其中，宿主機(jī)主要是用于開發(fā)嵌入式系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)軟件資源十分豐富，不單單擁有十分強(qiáng)大的桌面操作系統(tǒng)以及人機(jī)交互體系，同時(shí)還擁有各種類型的開發(fā)工具，以便給編輯、鏈接、調(diào)試、測(cè)試等提供強(qiáng)力的支持。目標(biāo)機(jī)主要是所開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)，即為嵌入式軟件運(yùn)行的工作環(huán)境，通常是不具備任何資源與功能的裸機(jī)。在嵌入式軟件開發(fā)過程中，目標(biāo)機(jī)的功能在于接收以及執(zhí)行宿主機(jī)發(fā)出的各項(xiàng)指令，例如讀取內(nèi)存、寫入內(nèi)存等。然后將最終定價(jià)結(jié)果發(fā)送反饋給宿主機(jī)，在旁配合宿主機(jī)開展的各項(xiàng)工作。宿主機(jī)與目標(biāo)機(jī)之間存在著一定的物理連接，即為通過物理線路，經(jīng)過串口與OCD的方式相連接。邏輯連接是指宿主機(jī)與目標(biāo)機(jī)之間通過既定的通信協(xié)議所形成的通信連接[4]。在開發(fā)嵌入式軟件的過程中則必須要以物理連接與邏輯連接為基礎(chǔ)。

1.4 嵌入式軟件開發(fā)過程

（1）嵌入式軟件的形成

嵌入式軟件形成主要是在宿主機(jī)上進(jìn)行的。軟件開發(fā)人員使用各類型工具來對(duì)應(yīng)用程序開展編輯、鏈接等工作，以形成可以被調(diào)試或固化的程序。相對(duì)于普通軟件開發(fā)過程，嵌入式軟件開發(fā)較為特殊，其交叉編譯器在宿主機(jī)上編譯形成另外一種嵌入式微處理器的二進(jìn)制程序。同時(shí)，交叉鏈接器會(huì)按照宿主機(jī)上的技術(shù)與手段來對(duì)目標(biāo)程序程序的運(yùn)行方式與內(nèi)存定位進(jìn)行選擇，調(diào)整相應(yīng)的信息配置，并且模塊對(duì)象與庫文件中的模塊轉(zhuǎn)變成為目標(biāo)程序。

（2）嵌入式軟件的調(diào)試過程

嵌入式軟件在調(diào)試過程中需要使用交叉調(diào)試器，該設(shè)備即為需要調(diào)試的程序以及調(diào)試的程序分別在不同設(shè)備上工作。調(diào)試器根據(jù)實(shí)際情況來使用某一種方式對(duì)目標(biāo)機(jī)上的調(diào)式對(duì)象進(jìn)行控制，并且對(duì)目標(biāo)機(jī)的內(nèi)存、寄存器以及調(diào)試程序?qū)ο筮M(jìn)行核實(shí)與挑戰(zhàn)。在開發(fā)嵌入式軟件過程中，交叉調(diào)試器是使用最為頻繁的工具，往往會(huì)占據(jù)軟件開發(fā)時(shí)間30%-50%。因此，交叉調(diào)試器的使用功能與效率將會(huì)直接影響到嵌入式軟件技術(shù)的開發(fā)的周期以及市場(chǎng)效應(yīng)。

（3）嵌入式軟件的固化運(yùn)行

嵌入式軟件在完成調(diào)試后，程序代碼需要完全被拷貝紙目標(biāo)機(jī)中的非易失性存儲(chǔ)器當(dāng)中，并且在物理硬件環(huán)境上開展運(yùn)行工作。這一過程即為嵌入式軟件的固化處理。因此，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)會(huì)將數(shù)據(jù)遷移至計(jì)算機(jī)的RAM當(dāng)中，程序代碼將在ROM、Flash Memory 中運(yùn)行。然后固化程序?qū)?huì)建立Boot模塊。在真實(shí)的物理目標(biāo)環(huán)境中使得應(yīng)用程序開展工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)中央處理器環(huán)境的初始化。當(dāng)用戶打開目標(biāo)機(jī)時(shí)，該應(yīng)用程序即會(huì)被自動(dòng)嵌入運(yùn)行。

1.5 嵌入式軟件的主要開發(fā)技術(shù)

（1）交叉開發(fā)技術(shù)

相對(duì)于其他通用軟件開發(fā)來說，嵌入式軟件并不存在自主開發(fā)的能力，在嵌入式軟件開發(fā)過程中需要宿主機(jī)與目標(biāo)機(jī)相互分配任務(wù)。宿主機(jī)的主要任務(wù)是開展編譯、鏈接、定址等過程，而目標(biāo)機(jī)則是嵌入式軟件實(shí)際運(yùn)行的平臺(tái)。首先，需要將應(yīng)用程序轉(zhuǎn)變成為可以在目標(biāo)機(jī)上開展工作的二進(jìn)制代碼。這一整體過程需要開展編譯、鏈接以及定址。其中編譯是交由交叉編譯器來實(shí)現(xiàn)。在編譯過程中所形成的目標(biāo)文件將會(huì)被鏈接成為指定的目標(biāo)文件，這一過程即為鏈接過程。而定址則是將物理存儲(chǔ)器地質(zhì)指定給目標(biāo)文件相對(duì)偏移處。這一過程形成的文件就是能夠在嵌入式平臺(tái)中工作的二進(jìn)制文件[5]。

（2）IP構(gòu)件庫技術(shù)

構(gòu)件技術(shù)，即為組件技術(shù)。其能夠有效改善軟件威脅，使得軟件工廠化生產(chǎn)起到一定的積極作用。因此，IP構(gòu)件庫技術(shù)在嵌入式軟件開發(fā)中的應(yīng)用已經(jīng)越來越普遍。嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的最佳形式是單一的芯片系統(tǒng)（SOC，SystemonChip），而單一芯片系統(tǒng)的核心就是即為IP核（Intelleetual Poperty KernelS）。其中，IP核包括硬件核、軟件核以及固件核。其中，硬件核即為MPU核或DSP核，軟件核則為將單一芯片系統(tǒng)所要求的功能軟件等構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)API方式與IP核構(gòu)件形式調(diào)制成為可以執(zhí)行的代碼單元，推動(dòng)SOC的嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)。當(dāng)前很多嵌入式軟件生產(chǎn)廠家已經(jīng)將成熟RTOS內(nèi)核以及功能擴(kuò)展件通過IP核構(gòu)件的形式賣出?？梢钥闯?，正在不斷發(fā)展成熟的IP構(gòu)件軟件技術(shù)在未來的發(fā)展過程中將會(huì)為中小型高技術(shù)的軟件公司提供發(fā)展空間。

1.6 嵌入式軟件的應(yīng)用

伴隨著嵌入式技術(shù)的進(jìn)步與成熟，嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品正在普及應(yīng)用至各個(gè)行業(yè)當(dāng)中，嵌入式軟件的開發(fā)與應(yīng)用面臨著重大的發(fā)展給予。目前，嵌入式軟件在移動(dòng)終端、互聯(lián)網(wǎng)、通訊設(shè)備、汽車電子、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域發(fā)揮著不可或缺的重要作用。嵌入式軟件在在消費(fèi)電子領(lǐng)域中的數(shù)字電視、掌上電腦、數(shù)碼相機(jī)、視頻電話等其他家用電器運(yùn)用廣泛。尤其是在數(shù)字電視市場(chǎng)中，我國上千萬用戶的有線電視都是通過嵌入式軟件來實(shí)現(xiàn)的；在通信領(lǐng)域中，嵌入式軟件在移動(dòng)終端、電話交換系統(tǒng)、電纜系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)等領(lǐng)域運(yùn)用廣泛；在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，嵌入式軟件在數(shù)控機(jī)床、智能儀器儀表、污水處理系統(tǒng)、電力傳輸系統(tǒng)、石油制造行業(yè)、建筑工程技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)等領(lǐng)域中運(yùn)用廣泛；在金融商業(yè)行業(yè)中的自動(dòng)柜員機(jī)、信用卡系統(tǒng)、售貨端系統(tǒng)等方面中運(yùn)用廣泛；在交通行業(yè)中的運(yùn)輸系統(tǒng)、檢票系統(tǒng)、行李檢查系統(tǒng)、汽車電子、交通監(jiān)控系統(tǒng)等方面運(yùn)用廣泛[6]。在上述眾多嵌入式軟件運(yùn)用的領(lǐng)域來看，終端是其運(yùn)用最為廣泛的領(lǐng)域，占據(jù)了嵌入式軟件應(yīng)用的50%以上。尤其是在4G時(shí)代，移動(dòng)終端與智能終端的成熟發(fā)展給嵌入式軟件帶來了十分光明的前景。另外，移動(dòng)設(shè)備與智能設(shè)備中很多基層功能都是通過嵌入式應(yīng)用軟件來完成的。例如，常用的多媒體、詞典、計(jì)算器等等。

2 嵌入式軟件技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與電子技術(shù)的成熟發(fā)展，電子設(shè)備之間的差異性越來越低，怎樣滿足市場(chǎng)需求，使得自己的產(chǎn)品在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中突圍而出成為了電子設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)以及嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)面對(duì)的重大問題。軟件差異化的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)逐漸凸顯，傳統(tǒng)3C行業(yè)（Communication， Consumer Electronics， Computer； 通信、消費(fèi)電子、計(jì)算機(jī)）、工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域、汽車生產(chǎn)行業(yè)、醫(yī)療電子商業(yè)、通信行業(yè)等都已經(jīng)普及使用了嵌入式軟件技術(shù)?？梢钥闯?，新的一輪嵌入式軟件技術(shù)應(yīng)用熱潮已經(jīng)席卷而來。

2.1 傳統(tǒng)行業(yè)應(yīng)用將繼續(xù)保持主流

從上文的論述已經(jīng)得知，嵌入式軟件技術(shù)即為嵌入硬件中的操作系統(tǒng)以及開發(fā)個(gè)工具軟件，其在產(chǎn)業(yè)的中的關(guān)系直接為芯片設(shè)計(jì)與制造——嵌入式系統(tǒng)軟件——嵌入式設(shè)備的開發(fā)與制造。其中，嵌入式系統(tǒng)是一種可以獨(dú)立執(zhí)行操作的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其涵蓋了微處理器、定時(shí)器、傳感器等一系列元件與芯片，與已經(jīng)存在于存儲(chǔ)器中的微型操作系統(tǒng)、控制應(yīng)用軟件組合而成，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制管理、數(shù)據(jù)處理計(jì)算等自動(dòng)化工作。嵌入式系統(tǒng)始終圍繞著應(yīng)用，將微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)作為基礎(chǔ)，使得軟件硬件一同協(xié)同整合，并且軟件與硬件能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整，以滿足系統(tǒng)對(duì)投入成本、使用功能的需求。最為簡(jiǎn)易的嵌入式系統(tǒng)僅僅只能夠完成單一的控制功能，在其中唯一的ROM中實(shí)現(xiàn)單一的控制程序，不具備微型操作系統(tǒng)。復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)。其中包括個(gè)人數(shù)字助理、手持電腦等，則可以與個(gè)人計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)同樣的功能[7]。實(shí)際上嵌入式系統(tǒng)與個(gè)人計(jì)算機(jī)本質(zhì)區(qū)別在于微型操作系統(tǒng)以及應(yīng)用軟件嵌入在ROM、RAM存儲(chǔ)器當(dāng)中，并不是存儲(chǔ)在磁盤的存儲(chǔ)載體中。而眾多復(fù)雜式的系統(tǒng)則是由數(shù)個(gè)微小嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成的。作為嵌入式軟件應(yīng)用最為普遍的領(lǐng)域，3C與工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)離不開嵌入式軟件。在選擇嵌入式系統(tǒng)硬件的過程中則需要針對(duì)實(shí)際情況，根據(jù)不同的應(yīng)用任務(wù)，充分考慮到成本、體積、可靠性、處理效率等方面。嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵核心是應(yīng)用軟件以及系統(tǒng)軟件。然而由于存儲(chǔ)空間不足，因此對(duì)軟件代碼可靠、安全、緊湊有著較高的要求。值得注意的是，嵌入式多媒體處理軟件在3C終端產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)普及，例如智能手機(jī)、路由器、移動(dòng)游戲設(shè)備等，這些常見的終端產(chǎn)品都能夠通過連接網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)語音與視頻通訊，而嵌入式多媒體處理軟件則可以顯著優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，避免網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)丟包、延時(shí)、抖動(dòng)等情況，以便讓用戶獲得更高質(zhì)量的在線服務(wù)。對(duì)于嵌入式軟件來說，高級(jí)用戶界面與交互功能正在快速發(fā)展，在未來的發(fā)展中伴隨著智能家庭電器的普及以及便攜式設(shè)備的發(fā)展，嵌入式軟件將會(huì)給用戶帶來更加新奇、更加豐富的體驗(yàn)。同時(shí)，嵌入式軟件技術(shù)為了滿足人們的個(gè)性化需求，還會(huì)朝著人工智能技術(shù)的方向發(fā)展。人工智能技術(shù)與嵌入式軟件相結(jié)合，可以深入的實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互過程，使得嵌入式軟件可以得到更加廣泛的應(yīng)用。智能儀表實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、自動(dòng)化溫度控制、自動(dòng)化壓力控制等等都將為人類的進(jìn)步發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

2.2 汽車應(yīng)用擁有巨大的發(fā)展?jié)摿?/p>

在汽車行業(yè)與電子工業(yè)持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)，電子技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用愈加廣泛，現(xiàn)代的汽車行業(yè)已經(jīng)邁入計(jì)算機(jī)控制時(shí)代。汽車電子可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制、底盤應(yīng)用等各項(xiàng)功能。在汽車電子逐漸朝向網(wǎng)絡(luò)化、智能化、人性化趨勢(shì)發(fā)展的過程中，對(duì)相關(guān)控制軟件的需求也必然會(huì)有所增加，并且有需要進(jìn)一步進(jìn)行計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，需要應(yīng)用各種類型的嵌入式軟件，并且開發(fā)設(shè)計(jì)出能夠通用的高水平語言，以滿足不同硬件的控制需求。嵌入式軟件作為一種可以移植的應(yīng)用技術(shù)，在未來的發(fā)展過程中必然將在汽車行業(yè)應(yīng)用上發(fā)揮著不可替代的作用。在電子設(shè)備市場(chǎng)處于爆炸式增長(zhǎng)的背景下，汽車電子產(chǎn)業(yè)僅僅只是一個(gè)細(xì)分市場(chǎng)。在應(yīng)用嵌入式軟件的情況，汽車必然將朝著智能化發(fā)展，從當(dāng)前的實(shí)現(xiàn)與手機(jī)同步訪問發(fā)展到手機(jī)被置入汽車系統(tǒng)中，以獲取更強(qiáng)大的計(jì)算能力與顯示屏幕[8]。

2.3 為醫(yī)療電子商業(yè)錦上添花

在人們生活質(zhì)量不斷提升的現(xiàn)代化社會(huì)，醫(yī)療電子產(chǎn)品的市場(chǎng)正在不斷擴(kuò)大，特別是對(duì)于計(jì)算機(jī)斷層掃描、超聲波診斷儀器、磁共振儀器等醫(yī)療影像設(shè)備的需求正在快速增加。相對(duì)于同樣的高端產(chǎn)品來說，嵌入式軟件擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其硬件的低功耗以及高效處理能力能夠?yàn)橥茝V產(chǎn)品有著十分重要的積極作用。相對(duì)于軟件系統(tǒng)來說，嵌入式軟件不單單可以滿足需求，同時(shí)還能夠提供更佳的實(shí)施方案。在未來若干年的發(fā)展過程中，嵌入式軟件必然在醫(yī)療電子領(lǐng)域有著更加深入的應(yīng)用[9]。面對(duì)便攜式、智能式醫(yī)療電子設(shè)備帶來的全新發(fā)展機(jī)遇，全球電子醫(yī)療廠商都加大了研究開發(fā)的力度，積極面對(duì)半導(dǎo)體技術(shù)帶來的挑戰(zhàn)與發(fā)展機(jī)遇，而軟件供應(yīng)商則相應(yīng)的推出了各類型的產(chǎn)品，以支持半導(dǎo)體廠商的技術(shù)，使得嵌入式軟件支持的產(chǎn)品能夠快速的面向市場(chǎng)。醫(yī)療行業(yè)在朝向電子技術(shù)方向發(fā)展過程中需要更加智能、更加可靠的系統(tǒng)提供支持。其中，微軟Windows Embedded系列操作系統(tǒng)如Windows Embedded CE和Windows XP Embedded，在工具中提供了安全穩(wěn)定的架構(gòu)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的支持、完善穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)支持等，為醫(yī)療行業(yè)電子設(shè)備的發(fā)展掃除障礙。在未來醫(yī)療發(fā)展領(lǐng)域中，具有連接選項(xiàng)功能的，更加完善、更加智能的醫(yī)療設(shè)備將會(huì)持續(xù)保持增長(zhǎng)狀態(tài)，醫(yī)療設(shè)備制造廠商將可以使用Windows Embedded技術(shù)來開發(fā)醫(yī)療設(shè)備，其中包括血糖儀、患者監(jiān)護(hù)設(shè)備、超聲波設(shè)備、遠(yuǎn)程診斷、本地診斷設(shè)備等。

2.4 嵌入式軟件發(fā)展面臨挑戰(zhàn)和機(jī)遇

當(dāng)前嵌入式軟件技術(shù)正在面臨著不可規(guī)避的挑戰(zhàn)，主要集中在產(chǎn)品的功能要求越來越多，越來越復(fù)雜，開發(fā)周期越來越短。MCU馬上就朝著32位轉(zhuǎn)移，工程師要面臨著操作系統(tǒng)編程的全新挑戰(zhàn)。嵌入式微處理器持續(xù)處于升級(jí)優(yōu)化狀態(tài)中，面臨著多核、虛擬技術(shù)的帶來的挑戰(zhàn)。嵌入式操作系統(tǒng)、JAVA語言、中間件、嵌入式操作系統(tǒng)等技術(shù)對(duì)嵌入式軟件的開發(fā)、測(cè)試與管理都帶來了巨大的挑戰(zhàn)。一般來說，一個(gè)嵌入式系統(tǒng)設(shè)備同時(shí)通過嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與執(zhí)行裝置而構(gòu)成的，嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為嵌入式系統(tǒng)的核心的架構(gòu)包括硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件層以及應(yīng)用軟件層。被控制對(duì)象能夠直接接收到嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所發(fā)出的指令，執(zhí)行相關(guān)的操作與任務(wù)。執(zhí)行裝置的設(shè)計(jì)可以進(jìn)行簡(jiǎn)單化處理，例如智能手機(jī)中的微小型點(diǎn)擊，在手機(jī)處于震動(dòng)狀態(tài)時(shí)打開；執(zhí)行裝置的設(shè)計(jì)也可以進(jìn)行復(fù)雜化處理，例如SONY的智能機(jī)器狗上集成組合了多個(gè)微、小型的控制點(diǎn)擊與傳感器，能夠執(zhí)行傳達(dá)的各種指令，完成各種動(dòng)作[10]。

軟件測(cè)試也是當(dāng)前嵌入式軟件技術(shù)面臨的重大問題之一。當(dāng)前國際上的嵌入式軟件技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)品相對(duì)于國內(nèi)技術(shù)與產(chǎn)品的穩(wěn)定性有著十分明顯的優(yōu)勢(shì)。造成這一差距的重要原因之一就是我國對(duì)嵌入式軟件測(cè)試工作不夠重視。我國對(duì)軟件測(cè)試的重視程度，軟件測(cè)試工作人員的素質(zhì)、軟件測(cè)試工作的科學(xué)化管理都是導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)不穩(wěn)定，使用出現(xiàn)問題的重要原因，有很多BUG往往在投入商業(yè)使用之后頻繁出現(xiàn)。

就目前來看，嵌入式軟件技術(shù)必然存在一些難以跨越的鴻溝，但是面對(duì)技術(shù)難題，嵌入式軟件技術(shù)開發(fā)人員的綜合素質(zhì)也是十分關(guān)鍵的。目前，在嵌入式軟件開發(fā)過程中往往存在過于樂觀的情況，經(jīng)常制定一些不切實(shí)際的項(xiàng)目管理進(jìn)度表，對(duì)軟件開發(fā)工程師要求較高，對(duì)項(xiàng)目開發(fā)的難度進(jìn)行了錯(cuò)誤的評(píng)估。這種種因素都會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目失敗。

3 結(jié)束語

在嵌入式產(chǎn)業(yè)不斷成熟發(fā)展的背景下，嵌入式軟件技術(shù)也必然會(huì)朝著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能化的趨勢(shì)發(fā)展，成為我國計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)業(yè)中不可或缺的重要領(lǐng)域，并且廣泛的運(yùn)用在日常生產(chǎn)生活領(lǐng)域中，為改善人民生活，提升工業(yè)生產(chǎn)效率，推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出更多的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]羅剛，郭兵，沈艷.源程序級(jí)和算法級(jí)嵌入式軟件功耗特性的分析與優(yōu)化方法研究[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，2009（9）：1869-1875.

[2]殷永峰，鄭本燾，陸民燕.基于UML實(shí)時(shí)擴(kuò)展的嵌入式軟件測(cè)試用例生成技術(shù)[J].系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，2011（3）：694-699.

[3]宋文，于林宇，劉軍.通用嵌入式軟件測(cè)試環(huán)境在武器裝備軟件測(cè)試中的應(yīng)用[J].測(cè)控技術(shù)，2005（10）：65-68.

[4]肖健宇，張德運(yùn)，陳海詮.基于UML狀態(tài)機(jī)與B方法的高可信嵌入式軟件開發(fā)[J].計(jì)算機(jī)工程，2006（8）：64-66.

[5]Rodrigo Pastl Pontes ， Paulo Claudino Véras， Ana Maria Ambrosio.Contributions of model checking and CoFI methodology to the development of space embedded software[J].Empirical Software Engineering，2014，19（1）：39-68S.

[6]王艷娜.自動(dòng)售票機(jī)嵌入式軟件可復(fù)用測(cè)試框架的研究與實(shí)現(xiàn)[J].上海電力學(xué)院學(xué)報(bào)，2007（4）：363-366+370.

[7]楊芳，賀紅衛(wèi)，謝鵬.嵌入式軟件目標(biāo)碼仿真測(cè)試平臺(tái)的研究與設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2009（19）：4364-4367.

[8]Jani Mets？覿， Shahar Maoz， Mika Katara.Using aspects for testing of embedded software： experiences from two industrial case studies[J].Software Quality Journal，2014，22（2）：185-213.

[9]黃百喬，賴婧，張虹.基于IPO功能分解的嵌入式軟件故障樹分層構(gòu)建方法[J].沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013（2）：204-211.

[10]王恒，王 ，李敏.一種高可靠的嵌入式軟件遠(yuǎn)程自更新機(jī)制的研究與實(shí)現(xiàn)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2007（9）：39-40+43.

作者簡(jiǎn)介：張琦（1992-），男，漢族，山東濱州，曲阜師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院2013級(jí)本科生在讀，研究方向：軟件工程。