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，如下图所示，并将软件设计工作交给了李工，要求他在三周内完成软件总体设计工作，给出总体设计方案。

(1) 嵌入式系统中故障主要分为：

①硬件故障：如CPU、存储器和定时器等；

②应用软件故障：如数值越界、异常和超时等；

③操作系统故障：如越权访问、死锁和资源枯竭等。

(2) 滤波算法：

①门限算法

②递减算法

③递增算法

④周期滤波算法

(3) 容错算法：

①N+1备份

②冷备

③温备

④热备

故障处理是宇航系统软件设计中的关键部分，对于嵌入式系统，故障主要分为硬件、应用软件和操作系统三个方面的故障。硬件故障涉及CPU、存储器和定时器等；应用软件故障包括数值越界、异常和超时等；操作系统故障涉及越权访问、死锁和资源枯竭等。滤波算法用于鉴别瞬态故障和永久故障，常用的滤波算法包括门限算法、递减算法、递增算法和周期滤波算法。而容错算法的目的是实现宇航系统的容错与重构，常用的容错算法包括N+1备份以及冷备、温备和热备三种备份方式。