试题三（25分）

阅读以下关于嵌入式软件体系架构的叙述，在答题纸上回答问题1至问题3。

某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；

（3）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3-1所示，并将软件设计工作交给了李工，要求其在三周内完成软件总体设计工作，给出总体设计方案。

【问题2】

两种操作系统的差异见下表。

选择类似于Linux的嵌入式操作系统。理由如下：

（1）Linux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。

（2）Linux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。

本题主要考察嵌入式操作系统的主要差异及选择。需要理解VxWorks5.5和Linux（嵌入式）两种操作系统的主要特点和应用场景。VxWorks5.5实时性强，处理速度快，适用于对实时性要求较高的系统；而Linux（嵌入式）多任务处理能力强，稳定性高，安全性能较好，适用于需要多任务处理、稳定性及安全性能要求较高的系统。针对本任务要求，需要考虑到宇航系统的安全性要求和硬件设备的可更换性，因此选择嵌入式Linux操作系统更为合适。