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

问题问答题

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下表所示。

表　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。

为什么专家组一致认为阮工的实施方案切实可行请用200字以内的文字简要说明。

答案

参考答案：①宇航嵌入式系统是一种硬实时系统，要求对外部事件做出快速响应，因此，阮工提出的选用具有硬实时操作系统在实时处理和相应的方面优于一般嵌入式操作系统。
②从资源的约束性来讲，宇航嵌入式系统由于受空间和重量的限制，操作系统代码不宜过于庞大，选择具有可剪裁功能的操作系统更适应本项目。
③宇航嵌入式系统要求软件可靠性较高，而阮工选择的操作系统已经过相关部门验证，其可靠性高于刘工所选的操作系统。

解析：这是一道要求读者通过对题目的理解，本试题的解答思路如下。
(1)嵌入式操作系统的使用与具体的应用方向紧密相关。目前，根据不同的应用领域，嵌入式操作系统分为嵌入式操作系统和嵌入式实时操作系统，实时又分为强实时和弱实时。
(2)强实时、资源约束和可靠性是宇航软件必须考虑的三大因素。强实时将是本题首要关注的选型内容之一；而可靠性则是宇航系统极为重要的考虑内容；可剪裁、开放和可扩展是嵌入式系统的公共特性。
(3)在宇航系统中，由于航天航空飞行器速度非常快，需要各个控制设备应具有快速的反应和处理能力(一般工作周期为ms级)，即该宇航系统的各周期任务的工作时序必须在规定的时间期限内完成，偶尔出现违反某些应用的时间需求将对系统运行造成严重影响。具有硬实时处理能力的嵌入式实时操作系统提供的任务调度功能，可以有效地管理本系统多周期任务的调度，并且操作系统提供的事件、信号和任务间的通信机制，可以有效地解决本系统中资源共享中的互斥问题。因此，结合题干给出的技术指标要求，应重点考虑强实时操作系统。由于硬实时操作系统在实时处理和相应的方面优于一般嵌入式操作系统，因此阮工提出的选用具有硬实时处理能力的嵌入式操作系统方案可行。
(4)从资源约束性的角度来讲，宇航嵌入式系统由于受空间和重量的限制，操作系统代码不宜过于庞大，选择具有可剪裁功能的操作系统更适应本项目。
(5)宇航嵌入式系统要求软件可靠性较高，而“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)”在上市之前需要经过相关部门验证，因此阮工选择的操作系统的可靠性高于刘工所选的操作系统(例如，Windows CE、Linux等)。