阅读以下有关嵌入式系统设计的说明。 [说明] 某公司承接了某机载嵌入式系统的研制任务。该机载嵌入式系统由数据处理模块、大容量模块、信号处理模块、数据交换模块和电源模块等组成。数据处理模块有2个,分别完成数据融合和导航通讯任务;大容量模块主要功能

admin2012-07-19  26

问题 阅读以下有关嵌入式系统设计的说明。
   [说明]
   某公司承接了某机载嵌入式系统的研制任务。该机载嵌入式系统由数据处理模块、大容量模块、信号处理模块、数据交换模块和电源模块等组成。数据处理模块有2个,分别完成数据融合和导航通讯任务;大容量模块主要功能是存储系统数据,同时要记录信号处理模块、数据处理模块的自检测、维护数据,向数据处理模块提供地图数据;信号处理模块的处理器为专用的DSP,接收红外、雷达等前端传感器数据并进行处理,将处理后的有效数据(数据带宽较大)发送给数据处理模块;数据交换模块主要负责系统的数据交换;电源模块主要负责给其他模块供电,电源模块上没有软件。
   要求该机载嵌入式系统符合综合化、模块化的设计思想,并考虑系统在生命周期中的可靠性和安全性,以及硬件的可扩展性和软件可升级性,还要求系统通讯延迟小,支持多模块上的应用任务同步。
为了实现满足ARINC653标准的操作系统的时空分区隔离机制,项目组选择了PowerPC作为数据处理模块的处理器(CPU)。这样,当一个分区出现故障时,不会蔓延到模块中同一处理器的其他分区。请用500字以内的文字,说明如何采用PowerPC实现应用与内核以及诸应用之间的隔离和保护。

选项

答案采用PowerPC实现系统隔离和保护的两种机制是: 第一种是内存管理机制(MMU)。MMU能够实现逻辑地址到物理地址的转化,并且对访问权进行控制,既可以保护系统内核不受应用软件有意或无意的破坏,也可有效防止各软件之间的互相破坏。 第二种是TRAP系统调用机制。操作系统为实现对内核以及应用之间的保护,提供了用户态和系统态两种运行形态。操作系统内核在系统态运行,因此用户态的应用不能直接调用系统内核提供的功能接口,必须通过TRAP系统调用的方式进行。因此可以实现应用与内核之间的隔离与保护。

解析 隔离和保护是ARINC653强调的主要特性,也是高可靠的嵌入式实时操作系统必须解决的重点问题之一。一般采用MMU机制和TRAP调用机制来实现分区与内核以及分区之间的隔离和保护。
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