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简答题 实时系统 博学公司承担了一项嵌入式系统软件开发项目。该项目主要用于车载电子系统中监视发动机及燃油系统等系统工作状况，并通过综合仪表显示给驾驶员。经过多次与用户沟通，形成以下技术要求： （1）本项目的硬件平台由主处理机模块和多种接口模块组成，底板采用标准VME总线（硬件结构图见图12-8），具体硬件模块配置如下： ①主处理机模块（CPM）采用PowerPC755，主频266MHz，配有SDRAM存储器和FLASH存储器；提供一个定时/计数器；支持16级中断和二级Cache。 ②输入输出模块（IOC）支持16路RS422接口信号，传输速率不低于115.2kbps，IOC模块与CPM模块的数据交换采用64KB双端口存储器。 ③离散量接口模块（DAM）支持64路开关型离散量输入输出接口；2路频率量输入；12位A/D转换器和12位D/A转换器。 ④图形处理模块（GPM）用于显示图形，支持OpenGL标准接口软件。 ⑤MBI模块主要提供1553B外总线接口，PSM为电源支持模块。 （2）本项目软件主要工作在CPM模块中，完成对外部设备的数据采集、分析和相应的控制，将监视结果以图形方式显示给驾驶员。该系统的软件主要包括外部接口驱动软件、VME数据传输软件、处理软件、图形显示和外总线（1553B）数据交换软件。要求数据的采集必须确保每帧数据无丢失，并在本帧内完成数据的处理工作，本帧信息显示给驾驶员的时刻最晚不能超过下一帧。详细的技术要求如下： ①16路RS422接口主要完成对汽车燃油系统、动力系统和驾驶员命令的数据采集与控制。RS422数据传输格式将以32B为基本数据块，分别以20ms、40ms、60ms、1s这4个不同周期交换数据。 ②64路离散量数据主要监控发动机工作状态，要求每10ms采集一次，并在下一个10ms周期内将发动机状况显示到驾驶员座舱。 ③多路模拟量数据主要采集发动机转速、油量及汽车的其他数据，为驾驶员监控汽车状态提供必要的量化数据。模拟量数据的刷新频率为1s。 ④外总线（1553B）主要完成该系统与汽车其他电子系统的数据交换。 公司将本项目交给项目主管李工实施，要求李工按技术要求完成本项目的软件设计工作，公司根据合同关于"数据的采集必须确保每帧数据无丢失，并在本帧内完成数据的处理工作，本帧信息显示给驾驶员的时刻最晚不能超过下一帧"的要求，提醒李工设计中重点考虑整个系统的实时性问题。李工完成设计后，提交公司评审，会上就李工设计中存在的缺陷展开了激烈讨论，最终达成一致。 如果CPM模块中采用了嵌入式实时操作系统，请根据本项目的需求，用300字以内的文字说明CPM模块中数据采集任务应如何划分？系统对任务调度的最小调度周期如何计算？各个任务周期及优先级如何定义？
  • 根据本题第（2）条要求中对数据采集的技术要求，按照采集任务周期划分，CPM模块中的软件应划分成：1个10ms任务、1个20ms任务、1个40ms任务、1个60ms任务、2个1s任务和1个非周期任务。其中：
    10ms任务主要负责64路离散量数据的采集、处理和显示。
    20ms任务主要负责具有20ms数据交换周期的RS422通道的数据采集。
    40ms任务主要负责具有40ms数据交换周期的RS422通道的数据采集。
    60ms任务主要负责具有60ms数据交换周期的RS422通道的数据采集。
    1s任务有2个。一个任务主要负责具有1s数据交换周期的RS422通道的数据采集；另一个任务主要负责多路模拟量数据采集。
    非周期任务主要负责该系统与汽车其他电子系统的数据交换。
    系统对任务调度的最小调度周期应为所有任务周期的最大公约数，即10ms、20ms、40ms、60ms、1s的最大公约数是10ms。
    根据实时系统常用的小周期任务优先调度的算法。CPM上7个任务的优先级顺序应为：
    非周期任务<1s任务1=1s任务2<60ms任务<40ms任务<20ms任务<10ms任务
    （优先级最低）→（优先级最高）

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