问题 问答题

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,回答问题。
[说明]
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的(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架构师阮工和刘工,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固定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PowerPC 7410)。整个系统工作的最大周期为1s,最小周期为5ms。数据处理机上的任务分布如表3-10所示。

表3-10数据处理机上的任务分布表
工作周期 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,架构师阮工和刘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,阮工和刘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。阮工的实施方案指出,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(例如VxWorks等);而刘工的实施方案指出,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Windows CE、Linux等)。
(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阮工和刘工提交的实施方案进行了评审。最后,专家组一致认为阮工的方案切实可行,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2]
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200字以内的文字简要论证。

答案

参考答案:这是一道要求读者在嵌入式实时操作系统及开发环境选型时需要考虑的哪些方面的简答分析题①。本试题所涉及的知识点如下。
(1)题干的第1段描述信息说明了问题所在,虽然估计到新项目程序代码将达到一万行(过去只有几百行),但这些数据在本题中没用实质性应用,只表明代码规模发生了实质性变化,这一点是选择使用操作系统的考虑因素之一。
(2)硬实时性,即操作系统是否具有很高的外部事件的响应能力。
(3)可扩展性,即操作系统是否支持多种目标机和多种API标准接口,今后软/硬件的升级是否简便可行。
(4)接口的开放性,即操作系统是否提供了丰富的应用软件接口服务,使用户可根据自己的需要定制专用系统(有利于灵活使用)。
(5)可靠性,即所选的操作系统的可靠性是否长期被许多厂家应用过,或已通过权威机构认证。通常要求嵌入式操作系统对可靠性有较强的保障支持能力。
(6)可剪裁性,即要求操作系统可根据具体项目要求,进行功能模块的剪裁,操作系统内核要尽量小。
(7)操作系统的硬件支持是否支持目标硬件平台,开发环境是否集成有丰富的工具,使用是否方便、符合日常的操作习惯(环境的可用性)。
(8)开发环境的兼容性,即开发环境应支持多种常用的文件格式,以利于环境间的数据交换。
(9)具体应用环境对操作系统性能的要求,是否需要中文内核支持,与应用环境标准的兼容性,以及技术支持程度等。

选择题
单项选择题