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嵌入式软件体系架构 博学公司承担了一项宇航嵌入式设备的研制任务。本项目除对硬件设备环境有很高的要求外,还要求支持以下功能: ①设备由多个处理机模块组成,需要时外场可快速更换(即LRM结构)。 ②应用软件应与硬件无关,便于软硬件的升级。 ⑨由于宇航嵌入式设备中要支持不同功能,系统应支持完成不同功能任务间的数据隔离。 ④宇航设备可靠性要求高,系统要有故障处理能力。 公司在接到此项任务后,进行了反复论证,提出三层栈(TLS)软件总体架构,如图12-7所示,并将软件设计工作交给了李工,要求其在3周内完成软件总体设计工作,给出总体设计方案。 在TLS软件架构的基础上,关于选择哪种类型的嵌入式操作系统问题,李工与总工程师发生了严重分歧。李工认为,宇航系统是实时系统,操作系统的处理时间越快越好,隔离意味着以时间作代价,没有必要,建议选择类似于VxWorks5.5的操作系统;总工程师认为,应用软件间隔离是宇航系统安全性要求,宇航系统在选择操作系统时必须考虑这一点,建议选择类似于Linux的操作系统。 请说明两种操作系统的主要差异,完成表12-8中的空白部分,并针对本任务要求,用200字以内的文字说明你选择操作系统的类型和理由。

问答题
2023-03-10 02:37
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正确答案
两种操作系统的差异如表12-10所示。
选择类似于Linux的嵌入式操作系统。理由如下:
①Linux操作系统是一种安全性较强的操作系统。内核工作在系统态,应用软件工作在用户态,可以有效防止应用软件对操作系统的破坏。
②Linux操作系统调度的最小单位是线程,线程归属于进程,进程具有自己独立的资源。进程通过存储器管理部件(MMU)实现多功能应用间隔离。
③嵌入式Linux操作系统支持硬件抽象,可有效实现TLS结构,并将硬件抽象与操作系统分离,可方便实现硬件的外场快速更换。

试题解析

标签: CMS专题
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下列任务不是在嵌入式产品设计初期,即需求分析阶段完成的任务是( )

下面是关于基于ARM内核的典型嵌入式系统硬件组成的叙述:
Ⅰ.典型嵌入式硬件系统包括完成模拟量和数字量输入功能的前向通道
Ⅱ.典型嵌入式硬件系统包括完成模拟量和数字量输出功能的后向通道
Ⅲ.典型嵌入式硬件系统包括人机交互通道(例如键盘或触摸屏等输入接口及LED或LCD显示等输出接口)
Ⅳ.典型嵌入式硬件系统包括相互互连通信通道(例如以太网接口、USB接口等)
上述叙述中,正确的是()。

现代嵌入式系统的设计方法是将系统划分为硬件和软件两个独立的部分,然后按各自的设计流程分别完成。

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嵌入式系统软件的开发通常采用()
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嵌入式系统的构架中,一般软件亦分为()和应用软件两个主要部分。
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某研究所承担了一项宇航嵌入式系统的研制任务,本项任务技术难度大、可靠性要求高、进度要求紧,预计软件规模约在一万行以上。而该所原先承担的相关项目均是用汇编语言编写(软件规模较小,一般是几百行)。项目主管工程师将软件开发的论证工作分别布置给了王工和李工,要求他们根据本项目的技术要求,在一周内分别提出软件的实施方案。
①该宇航嵌入式系统由数据处理机、信号处理机及数据采集模块组成。信号处理机主要通过数据采集模块将大量不同时间周期的外部数据采集进来,进行预处理(如FFT变换)后提交给数据处理机;数据处理机根据功能要求完成各种计算处理工作,并将结果输出。为了达到数据处理机和信号处理机的标准化,这两类处理机均采用同种处理机的体系结构(如PowerPC7410)。整个系统工作的最大周期为1s,最小周期为5ms。数据处理机上任务分布如表12-16所示。
②一周后,王工和李工提交了各自的实施方案,其共同之处在于二者均提出采用操作系统及相应的软件开发环境。但是,王工和李工在选择什么样的操作系统及开发环境方面出现了较大分歧。王工的实施方案指出,为了满足本项目的技术要求,并有利于本所软件的长期发展,应选用具有硬实时处理能力的嵌入式实时操作系统及开发环境(如VxWorks);而李工的实施方案指出,操作系统主要完成对计算机资源的管理与分配工作,考虑到人们对操作系统及软件开发工具的熟悉程度,本项目应选用具有大众化的、开发人员容易上手的嵌入式操作系统(例如,WindowsCE、Linux)。
③在两人争执不下的情况下,项目主管工程师组织了相关专家对王工和李工提交的实施方案进行了评审。最后,专家组一致认为王工的方案切实可行,操作系统的选型论证充分、客观,可以作为本所未来几年中相关项目的软件开发的基本环境。同时专家组还就具体实施选择嵌入式实时操作系统及开发环境产品时应着重考虑的相关问题提出了几点建议。

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