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标题: 急求嵌入式操作系统分析题答案 [打印本页]

作者: zhangting119 时间: 2008-1-4 09:26
标题: 急求嵌入式操作系统分析题答案
阅读以下关于嵌入式实时操作系统软件的选型分析方面的叙述，回答下列问题
一、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、信号处理机以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下表所示。

工作周期（ms）任务数（个）共占时间（ms）
5 1 1
10 2 4
40 2 8
50 3 9
1000 2 3

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的分歧。王工的实施方案提出，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（例如 VxWorks 等）；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、软件开发人员容易上手的嵌入式操作系统（例如 Windows CE、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。
【问题 1】（10 分）
为什么专家组一致认为王工的实施方案切实可行？请简要说明。
【问题 2】（7 分）
选择实时嵌入式操作系统及开发环境时应考虑哪几方面问题？请用简要论证。
【问题 3】（8 分）
根据本项目中任务的时间性能参数，请用文字（也可用图示）描述任务的被调度关系，并分析系统是否可调度（暂不考虑操作系统的时间开销）

二、某公司承担了一项大型物料配送中心的研发项目，使用自动化设备进行货物的存取。系统主要由两部分组成，其一是装有智能设备的配送车，用于自动化装卸货物；其二是用于管理和调度这些配送车的物料配送中心。如图1所示。
智能设备接受配送中心发出的存取货指令，根据货舱地址和舱位位置等参数，自动控制配送车行走，并调整机械臂到达目标舱位，当存取完货物后，再次等待配送中心指令。其中，视频监视器用于采集工作现场的视频数据，该数据用于智能设备识别配送车当前位置。
公司经理将智能设备的研制任务交给了李工。李工投入了大量的时间，通过一个月的努力，提交了智能设备的设计方案。但是，出乎李工预料，该方案被专家评审会否定了。评审意见指出，李工的设计方案实施成本高，并且在技术上有缺陷，建议重新设计。

【问题1】（10分）
李工的设计方案指出，考虑到智能设备工作的环境条件非常恶劣，并且处理机要处理大量的视频信息，所以，智能设备的硬件设计应考虑以下几点：
（1）由于智能设备要处理大量的图像数据，智能设备中的处理机应采用目前先进的、具有很强数据处理和信号处理能力的MPC7410处理器，并采用双处理机结构，以增加设备的容错能力；
（2）为了使智能设备适应不同环境条件，其设备的环境温度指标必须满足军用标准要求（-55度～+70度），因此，元器件必须经过严格筛选，并考虑芯片散热问题；
（3）由于智能设备与配送中心的数据交换采用无线通信，而配送中心又要控制多台配送车，为了保证通信数据的安全性，避免相互干扰，设计中应考虑采用安全措施，实施数据加解密操作，密钥由配送中心统一管理与分发。
请说明上述三点设计考虑有何问题。

【问题2】（6分）
图2是李工在设计方案中给出的智能设备工作状态转换图。
（1）请指出图中的两处错误（在图中圈出）并说明理由；
（2）给出正确的状态转换图。

【问题3】（9分）
针对李工的设计缺陷，请说明本项目应如何进行正确设计。

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