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题目内容 (请给出正确答案)
请详细阅读有关嵌入式实时操作系统方面的描述,回答问题1至问题2。

【说明】

近年来,分区化(Partitioning)技术已被广泛应用于大型嵌入式系统,此项技术重在解决嵌入式系统中多类应用软件共享计算机资源的安全性问题,同时,也可降低软件开发成本,提高软件的可重用能力。某公司承担了一项宇航计算机系统研制任务,要求将以前采用的多处理机系统精简为由单个处理器系统完成,而整体功能应在原有功能不变的基础上,可灵活扩展,并要求原应用软件可被快速移植到新系统。公司将任务交给王工程师组织并承担总体设计工作。在采用何种嵌入式实时操作系统的选型问题上,王工认为宇航系统强调安全性,原系统应用软件功能分布在各自的处理机上,在保持功能不变的情况下,应适当地维持各个软件的相对独立性,因此采用具有分区能力的操作系统(如:VxWorks653)比较合适。



【问题1】

图3-1给出了具有分区能力的操作系统架构,该架构支持分区和进程两类调度,并提供了分区的时间、空间隔离保障,保证了应用软件可安全共享计算机资源。请用300字以内文字说明该类操作系统中分区化技术的主要特点。

【问题2】

完成该项目总体设计后,王工将软件设计工作交给李工,要求李工在原有软件基础上,完成新环境下的软件设计。经分析,李工统计出了原系统的任务基本情况(见表3-1)。原系统包含三个子系统,为了保证各子系统软件间的相对独立性,将三个子系统移植到新系统的三个分区工作,假设将“显示子系统”、“雷达子系统”和“任务子系统”分别用P1、P2和P3表示,系统的最小时间计时(tick)设为1ms,调度表的主时间框架将是40ms。

根据表3-1给出的原系统各任务周期和最坏执行时间数据,新系统中的所有任务可被调度,请对此进行分析说明,完善表3-2所示的分区调度表的设计,在空(1)~(10)填写正确内容并将解答填入答题纸的对应栏内。

(注:WCET,Worst-CaseExecutionTime)。


参考答案

参考解析
解析:【问题1】
答:(1)应用软件代码和操作系统代码工作在处理器的不同特权级别上,应用软件的失效不会影响操作系统的运行:

(2)每一个分区有自己私有存储资源,分区所占空间是相互隔离的,分区内某进程的失效仅仅只影响到进程所在的分区;

(3)操作系统可为分区内应用软件提供多种类型的API服务,使原有应用软件可方便地移植到分区内运行;

(4)分区的调度是按预先配置好的时间表进行调度,任何-个分区只能在系统分配给它的时间窗口内运行,任何分区不能、也无法占用其他分区的窗口时间;

(5)具有分区能力的操作系统提供健康监控管理能力,它通过操作系统内的故障监测机制,将发现的应用、分区和系统的错误通过注入机制报告健康监控系统,由它进行统一的故障处理;

(6)分区化操作系统允许不同安全等级(A-E)的应用软件共享计算机资源,可实现软件验证的最小化、局部化。

【问题2】

答:所有任务可被调度的分析如下:

保证所用任务的可调度性必须满足在主时间框架内,系统中所用任务的最坏执行时间(WCET)均被执行至少一次。初步计算如下:

1(P3T1)≤5ms

1(P1T1)+ l(P2T1)≤10m

2(P1T2)+ 1(P3T2)≤20m

1(P3T1)*8+1(P1T1)*4+l(P2T1)*4+2(P1T2)*2+1(P3T2)*2+5(P1T3)*1+3(P2T2)<=40ms

依据上述三个设计条件,新系统的分区调度表可安排如下:

(1)0 (2) 1 (3) 2 (4) P2 (5) P3

(6)4 (7) 20 (8) 1 (9) null (10) 7
更多 “请详细阅读有关嵌入式实时操作系统方面的描述,回答问题1至问题2。 【说明】 近年来,分区化(Partitioning)技术已被广泛应用于大型嵌入式系统,此项技术重在解决嵌入式系统中多类应用软件共享计算机资源的安全性问题,同时,也可降低软件开发成本,提高软件的可重用能力。某公司承担了一项宇航计算机系统研制任务,要求将以前采用的多处理机系统精简为由单个处理器系统完成,而整体功能应在原有功能不变的基础上,可灵活扩展,并要求原应用软件可被快速移植到新系统。公司将任务交给王工程师组织并承担总体设计工作。在采用何种嵌入式实时操作系统的选型问题上,王工认为宇航系统强调安全性,原系统应用软件功能分布在各自的处理机上,在保持功能不变的情况下,应适当地维持各个软件的相对独立性,因此采用具有分区能力的操作系统(如:VxWorks653)比较合适。 【问题1】 图3-1给出了具有分区能力的操作系统架构,该架构支持分区和进程两类调度,并提供了分区的时间、空间隔离保障,保证了应用软件可安全共享计算机资源。请用300字以内文字说明该类操作系统中分区化技术的主要特点。 【问题2】 完成该项目总体设计后,王工将软件设计工作交给李工,要求李工在原有软件基础上,完成新环境下的软件设计。经分析,李工统计出了原系统的任务基本情况(见表3-1)。原系统包含三个子系统,为了保证各子系统软件间的相对独立性,将三个子系统移植到新系统的三个分区工作,假设将“显示子系统”、“雷达子系统”和“任务子系统”分别用P1、P2和P3表示,系统的最小时间计时(tick)设为1ms,调度表的主时间框架将是40ms。 根据表3-1给出的原系统各任务周期和最坏执行时间数据,新系统中的所有任务可被调度,请对此进行分析说明,完善表3-2所示的分区调度表的设计,在空(1)~(10)填写正确内容并将解答填入答题纸的对应栏内。 (注:WCET,Worst-CaseExecutionTime)。 ” 相关考题
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