试题三（25分）

阅读以下关于安全攸关嵌入式系统相关技术的描述，在答题纸上回答问题 1 至问题 3。

【说明】

某公司机电管理系列产品被广泛应用于飞行器后，现场事故频繁发生，轻则飞机座舱显示机电设备工作异常，重则系统预警，切入备份运行。这些事故给航空公司带来重大经济损失。

公司领导非常重视航空公司的问题反馈，责令公司王总带队到现场进行故障排查。经过一个多月的排查，故障现象始终未复现，同时，公司实验室内也在反复出现故障，结果未取得显著成效，但发现产品存在偶然丢失协议包的现象。随后，公司领导组织行业专家召开故障分析会。王总在会上对前期故障排查情况进行了说明，指出从外场现象看 CCDL协议包丢失是引起系统报警、切换的主要原因。图3-1给出了机电管理产品的工作原理，机电管理系统主要承担了对飞行器的刹车、燃油和环控等子系统进行监视与控制，它对飞行器而言是安全攸关系统，因此，从系统结构上采用了双余度计算机系统。具体工作流程简要说明如下：

1．机电管理系统由1号计算机和 2号计算机组成，双机互为余度备份。

2．双机中分别驻留了一个 100ms 周期的CCDL任务，完成双机间的交叉对比和实时监控等工作。10ms 定时器作为任务的工作频率。

3．交叉对比协议包包含一组“AA55”报头、消息长度、数据和校验码。

4．2号机将协议包通过422总线发送给1号机（422 总线接口芯片有8级缓冲）。

5．1号机通过中断方式将422总线数据接收到大环形缓冲区中（大小为4096B）。

6．100ms的CCDL定时任务将大环形缓冲区的数据以512B为单位拷贝到小环形缓冲区中（大小512B）。

7．CCDL任务按照协议包格式解析小环形缓冲的数据，如果校验错误，丢弃当前协议包；

8．在协议包格式正确的情况下，进行数据交叉比对，比对正确则输出；比对不正确，并连续不正确超过门限，则报警。 

（1）两个缓冲大小不一致。系统中有两个缓冲串联，但两个缓冲大小不一致，分别为512B.4096B。则可能会出现数据丢包的现象。

（2）100ms时钟不准。两个缓冲采用100ms时钟周期但采用10ms的定时器，则可能导致丢包。

（3）422总线缓冲丢包。422总线传输速率可达10Mbps，可能导致4096缓冲区溢出，导致丢包。

本题要求分析机电管理系统工作原理中可能导致协议包丢失的三个方面原因。根据图3-1所示的系统工作原理，我们可以从缓冲区的设置、定时器的使用以及总线数据传输速率等方面进行分析。

首先，系统中存在两个不同大小的缓冲区，分别为512B和4096B。在数据传输过程中，如果数据量较大，可能会出现数据无法完全传输到下一个缓冲区的情况，导致数据丢包。

其次，系统中使用10ms定时器来控制100ms周期的CCDL任务。如果定时器时间设置不准确，可能会导致CCDL任务执行频率不稳定，从而影响数据包的正常传输和处理。

最后，422总线传输速率较高，如果数据传输速度超过了缓冲区的处理速度，可能会导致缓冲区溢出，从而丢失数据包。

以上三点原因都可能导致协议包在数据传输过程中丢失。