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简答题

阅读以下关于某嵌入式实时系统的软件需求的叙述,回答问题1至问题 3。

某公司承担了一项嵌入式实时控制系统的软件开发任务,其内容是按系统要求的固定的时间序列采集、处理、输出数据,以实现对多个设备的综合控制。

系统由硬件和软件组成,硬件由处理机(采用 PowerPC603e,主频133MHz)、存储器、定时器、中断控制器、双口存储器(空间大小1 024KB)、4路422.半双工串行接口(其中两路的频率115200Hz,另两路频率38400Hz)、两路 A/D、D/A数模转换器和10 路离散量接口组成。系统的软件需求如下(注;B∶字节;s;秒;ms;毫秒);

● 系统要求以5ms 为周期从双口存储器中采集 1024KB 的输入数据,处理任务的时间约为1ms;(称为5ms 任务)

● 要求以 20ms 为周期从两路 422接口(115200Hz)中采集一定格式的大小系统为64B的数据,在完成处理(处理时间约为 4ms)任务后,分别输出大小为16B 的控制命令;(称为20ms任务)

● 系统要求以60ms 为周期从两路 422接口(38400Hz)中采集一定数据格式的大小为6B数据,从两路 A/D接口采集28位数据,在完成处理(处理时间约为2ms)任务后,分别输出大小为2B 的控制命令和一个28位D/A数据,输出8路离散量控制数据;(称为60ms 任务)

●作为系统的安全监控保障,系统要求在每 1s 内对系统软硬件状态进行测试并完成系统工作的状态记录工作。该任务共需处理时间是 5ms。(称为1s任务)

本公司课题组根据用户的硬件环境及对软件的需求,就软件的实施方案展开了激烈的讨论,讨论的首要问题就是本系统中软件的运行平台是采用嵌入式实时操作系统还是在裸机上直接开发,李工程师(简称李工)提出为了保证系统的实时性,应该采用在裸机.上自接开发的方式,关钧部分米用汁编语言编写,而于工程师(简称于工)提出。由于系统将由多种周期的处理任务组成,为了保证系统的可靠性,应该采用商用嵌入式实时操作系统作为本项目的开发基础,经过充分论证,最后李工接受了王工的建议,并申报课题组组长,课题组长同意采用了操作系统的方案,并指出必须尽快对需求的时间性能做出评估。

请根据嵌入式实时系统的硬件组成和软件需求,设计系统的处理流程,并说明所有任务的优先级分配策略以及数据输入/输出的处理方法(中断或查询驱动)及理由。

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答案:

【问题3】

数据输入输出处理方式∶422接口适合采用中断方式,主要因为处理机速度远远比数据传输速度快,在采集时不易消耗太多的时间,而查询方式由于存在等待数据时间,消耗处理机时间较大。双口存储器和离散量接口由于是直接访问存储器,采用查询较合适。AD、D/A 存在数据的转换时间,应在等待时交出处理机时间(定时查询)。

解析:

根据系统需求,设计处理流程时需考虑实时性、任务优先级和硬件特性。双口存储器采用查询方式,因为直接访问存储器,查询更合适。422接口适合中断方式,因为处理机速度远大于数据传输速度,中断能更高效处理。离散量接口也是直接访问存储器,因此采用查询方式。AD、D/A存在数据转换时间,应采用定时查询方式。任务优先级的分配需根据任务的重要性和实时性要求来确定,如1s任务关乎系统安全监控,应设置最高优先级。这样的设计能确保系统高效、稳定地运行。

创作类型:
原创

本文链接:请根据嵌入式实时系统的硬件组成和软件需求,设计系统的处理流程,并说明所有任务的优先级分配策略以及数据

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