嵌入式通信系統優化設計探索論文

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，對其系統的優化設計提出了相關的建議，以便能夠進一步促進嵌入式通信系統的發展。

關鍵詞：嵌入式；通信系統；優化設計；問題建議

1嵌入式通信系統的特徵、工作及調度原理分析

1.1特徵分析

隨着科學技術的不斷髮展，時代的不斷進步，也使得人們對通信系統的要求越來越高，因此作爲通信系統的製造商就要不斷髮展和完善其功能、性能以及實用性，以此來提升自身的競爭力。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，其運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；三是通信系統還具備複雜性，主要體現在約束的時間和資源方面，約束時間也就是在通信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。四是具有任務多類型多的特徵。在對任務處理時要辨別任務的類型，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

在嵌入式通信系統正常運行的過程中，需要在不同任務間通信時就需要利用到寫、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，使其一直處於一致性狀態，纔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量，同時也會導致任務不能依照原定計劃進行和完成。因此通信系統一定要協調好訪問變量與任務落實之間的關係。

1.3調度原理的分析

爲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，在對其系統進行設計前一定要注重對其目標任務的可調度行進行分析，並使之與調度理論相符合，然後在對調度方案進行確定。在對其執行任務進行調度時，其技術可以利用可調度性分析和調度策略來進行，並依據調度技術中的機制與策略來對嵌入式通信系統的可調度性進行判斷。對於嵌入式通信系統來說，在對其應用時一定要在特定的環境中進行，也就是要求通信系統設備一定要具備集成化高、設備小型化的特點，並且能夠與網絡相結合，有較強的移動性能。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，出去冗餘的情況下，才能夠更好的保證其性能最大化。可以說嵌入式通信系統就是將研發、資金、技術以及創新知識爲一體的集成化系統。

2嵌入式通信系統運行中存在的不足

2.1網絡容量較小，內存不足

一般情況下，嵌入式通信系統主要有8個消息和4個ECU，且通信週期長度爲1，各個消息之間的週期也爲1，所以在通信系統的週期中都存在8個時間槽，目的就是協調消息的週期。而且當節點由嵌入式通信系統的總線進行連接，在不同ECU節點信號正常通訊的條件下，消息就會在總線上進行調度，有次可以分析到當消息全部發出後，就會使嵌入式通信系統上的時間槽全部被佔滿，使系統資源達到飽和，導致網絡容量內存欠缺，不能及時的對其他信息進行解決。

2.2對於分支負載的支配不夠均衡

由於嵌入式通信系統在的網絡容量不足，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纔佔到一半，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，造成這種問題出現的原因就是嵌入式通信系統在網絡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嵌入式通信系統優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化設計

要想有效的擴展嵌入式通信系統的網絡容量，可以利用交換機來將之前的設備進行替換，因爲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，能夠支持多個分支上CPU節點消息的同步傳輸，從而使嵌入式通信系統的網絡得到提升，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信系統的要求，發揮更大的作用。在對嵌入式通信系統的交換機進行配置時，應使其輸入端口以及輸出端口的連接方式不相一致，以此來對使消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接方式進行重新配置，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化，延展其網絡容量，保證系統能夠快速有效的運行。

3.2對嵌入式通信系統HSRN負載進行均衡優化設計

爲了能夠保證嵌入式通信系統在運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.優化設計，以此來對通信網絡進行優化，並利用交換機對通信網絡進行分割。這樣就能夠在不同分支負載均衡性相差較小的條件下，來對嵌入式通信系統網絡的可擴展性進行提升。在對負載的均衡性進行設計後，當電子系統中的軟件升級時，就會使嵌入式通信系統的數據量發生增多現象，就會使各個分支之間存在較大的擴展量，以便能夠更加便捷的實現對系統的升級與擴展。嵌入式通信系統HSRN在結構上進行了突破和優化，利用消息緩存機構來實現系統容量的擴增，以滿足系統的需求。主要實現的方式爲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，從而減少約束關係，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隨之升高，最終實現對網絡通信運用效率的提高。

4總結

嵌入式通信系統在我們社會中各個領域的應用都十分廣泛，隨着時代的不斷進步也要求通信系統的進步，所以就需要對自身的性能、功能等多方面進行全面的優化和設計，儘管在應用中存在網絡容量小和負載不均衡的問題，但通過對其設備的更換以及對嵌入式通信系統的優化設計，也對兩問題進行了處理。

參考文獻

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