近年来，分区化（Partitioning）技术已被广泛应用于大型嵌入式系统，此项技术重在解决嵌入式系统中多类应用软件共享计算机资源的安全性问题，同时，也可降低软件开发成本，提高软件的可重用能力。某公司承担了一项宇航计算机系统研制任务，要求将以前采用的多处理机系统精简为由单个处理器系统完成，而整体功能应在原有功能不变的基础上，可灵活扩展，并要求原应用软件可被快速移植到新系统。公司将任务交给王工程师组织并承担总体设计工作。在采用何种嵌入式实时操作系统的选型问题上，王工认为宇航系统强调安全性，原系统应用软件功能
题目
近年来，分区化（Partitioning）技术已被广泛应用于大型嵌入式系统，此项技术重在解决嵌入式系统中多类应用软件共享计算机资源的安全性问题，同时，也可降低软件开发成本，提高软件的可重用能力。某公司承担了一项宇航计算机系统研制任务，要求将以前采用的多处理机系统精简为由单个处理器系统完成，而整体功能应在原有功能不变的基础上，可灵活扩展，并要求原应用软件可被快速移植到新系统。公司将任务交给王工程师组织并承担总体设计工作。在采用何种嵌入式实时操作系统的选型问题上，王工认为宇航系统强调安全性，原系统应用软件功能分布在各自的处理机上，在保持功能不变的情况下，应适当地维持各个软件的相对独立性，因此采用具有分区能力的操作系统（如：VxWorks653）比较合适。
【问题1】（共9分）
图3-1给出了具有分区能力的操作系统架构，该架构支持分区和进程两类调度，并提供了分区的时间、空间隔离保障，保证了应用软件可安全共享计算机资源。请用300字以内文字说明该类操作系统中分区化技术的主要特点。
图3-1 具有分区能力的操作系统架构
【问题2】（共16分）
完成该项目总体设计后，王工将软件设计工作交给李工，要求李工在原有软件基础上，完成新环境下的软件设计。经分析，李工统计出了原系统的任务基本情况（见表3-1）。原系统包含三个子系统，为了保证各子系统软件间的相对独立性，将三个子系统移植到新系统的三个分区工作，假设将“显示子系统”、“雷达子系统”和“任务子系统”分别用P1、P2和P3表示，系统的最小时间计时（tick）设为1ms，调度表的主时间框架将是40ms。
根据表3-1给出的原系统各任务周期和最坏执行时间数据，新系统中的所有任务可被调度，请对此进行分析说明，完善表3-2所示的分区调度表的设计，在空（1）~（10）填写正确内容并将解答填入答题纸的对应栏内。
（注：WCET，Worst-Case Execution Time）。
表3-1 原系统软件任务情况
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第1题：
请详细阅读有关嵌入式实时操作系统方面的描述，回答问题1至问题2。
【说明】
近年来，分区化（Partitioning）技术已被广泛应用于大型嵌入式系统，此项技术重在解决嵌入式系统中多类应用软件共享计算机资源的安全性问题，同时，也可降低软件开发成本，提高软件的可重用能力。某公司承担了一项宇航计算机系统研制任务，要求将以前采用的多处理机系统精简为由单个处理器系统完成，而整体功能应在原有功能不变的基础上，可灵活扩展，并要求原应用软件可被快速移植到新系统。公司将任务交给王工程师组织并承担总体设计工作。在采用何种嵌入式实时操作系统的选型问题上，王工认为宇航系统强调安全性，原系统应用软件功能分布在各自的处理机上，在保持功能不变的情况下，应适当地维持各个软件的相对独立性，因此采用具有分区能力的操作系统（如：VxWorks653）比较合适。
【问题1】
图3-1给出了具有分区能力的操作系统架构，该架构支持分区和进程两类调度，并提供了分区的时间、空间隔离保障，保证了应用软件可安全共享计算机资源。请用300字以内文字说明该类操作系统中分区化技术的主要特点。
【问题2】
完成该项目总体设计后，王工将软件设计工作交给李工，要求李工在原有软件基础上，完成新环境下的软件设计。经分析，李工统计出了原系统的任务基本情况（见表3-1）。原系统包含三个子系统，为了保证各子系统软件间的相对独立性，将三个子系统移植到新系统的三个分区工作，假设将“显示子系统”、“雷达子系统”和“任务子系统”分别用P1、P2和P3表示，系统的最小时间计时（tick）设为1ms，调度表的主时间框架将是40ms。
根据表3-1给出的原系统各任务周期和最坏执行时间数据，新系统中的所有任务可被调度，请对此进行分析说明，完善表3-2所示的分区调度表的设计，在空（1）~（10）填写正确内容并将解答填入答题纸的对应栏内。
（注：WCET，Worst-CaseExecutionTime）。
答案：解析：【问题1】
答：（1）应用软件代码和操作系统代码工作在处理器的不同特权级别上，应用软件的失效不会影响操作系统的运行：
（2）每一个分区有自己私有存储资源，分区所占空间是相互隔离的，分区内某进程的失效仅仅只影响到进程所在的分区；
（3）操作系统可为分区内应用软件提供多种类型的API服务，使原有应用软件可方便地移植到分区内运行；
（4）分区的调度是按预先配置好的时间表进行调度，任何-个分区只能在系统分配给它的时间窗口内运行，任何分区不能、也无法占用其他分区的窗口时间；
（5）具有分区能力的操作系统提供健康监控管理能力，它通过操作系统内的故障监测机制，将发现的应用、分区和系统的错误通过注入机制报告健康监控系统，由它进行统一的故障处理；
（6）分区化操作系统允许不同安全等级（A-E)的应用软件共享计算机资源，可实现软件验证的最小化、局部化。
【问题2】
答：所有任务可被调度的分析如下：
保证所用任务的可调度性必须满足在主时间框架内，系统中所用任务的最坏执行时间（WCET)均被执行至少一次。初步计算如下：
1(P3T1)≤5ms
1(P1T1)+ l(P2T1)≤10m
2(P1T2)+ 1(P3T2)≤20m
1(P3T1)*8+1(P1T1)*4+l(P2T1)*4+2(P1T2)*2+1(P3T2)*2+5(P1T3)*1+3(P2T2)<=40ms
依据上述三个设计条件，新系统的分区调度表可安排如下：
(1)0 (2) 1 (3) 2 (4) P2 (5) P3
(6)4 (7) 20 (8) 1 (9) null (10) 7 -
第2题：
在物联网应用中有三项关键技术是：传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术。（）
正确答案:正确 -
第3题：
按照嵌入式系统的技术复杂程度进行分类，可以把嵌入式系统分为低端系统、中端系统和高端系统三大类。下面关于高端嵌入式系统特性的叙述中错误的是（）
- A、其硬件的核心大多是32位/64位处理器
- B、操作系统功能齐全，大多使用Windows系统
- C、应用软件可更新和扩展
- D、智能手机、路由器等产品中使用的大多是高端嵌入式系统
正确答案:D -
第4题：
下面是有关嵌入式系统的最小系统组成的叙述： Ⅰ.嵌入式最小系统包括嵌入式处理器 Ⅱ.嵌入式最小系统包括电源电路 Ⅲ.嵌入式最小系统包括时钟电路 Ⅳ.嵌入式最小系统包括复位电路 上述叙述中，正确的是（）。
- A、仅Ⅰ和Ⅲ
- B、仅Ⅰ和Ⅱ
- C、仅Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ
- D、全部
正确答案:D -
第5题：
嵌入式操作系统开发中，使用软件组件技术有什么好处？
正确答案: 1.提高开发效率；
2.提高开发的可靠性；
3.提高软件的可移植性；
4.适合于并行开发；
5.节省资源；
6.提高软件复用性。 -
第6题：
对响应时间有严格要求的嵌入式系统是（）
- A、嵌入式实时系统
- B、嵌入式多线程系统
- C、嵌入式多内核系统
- D、嵌入式轮转询问系统
正确答案:A -
第7题：
请说明嵌入式系统技术的发展及开发应用的趋势。
正确答案:发展趋势：
1、嵌入式应用软件的开发需要强大的开发工具和操作系统的支持；
2、互联网成为必然趋势。
3、支持小型电子设备实现小尺寸、微功耗和低成本。
4、提供精巧的多媒体人机界面。
开发应用的趋势：向经济性、小型化、可靠性、高速、低功耗、低成本、高精度方向发展。 -
第8题：
物联网应用中的关键技术有（）。
- A、传感器技术
- B、RFID标签
- C、ERP技术
- D、嵌入式系统技术
- E、无线射频技术
正确答案:A,B,D -
第9题：
填空题移动商务技术系统框架包括（）、系统软件模块和可嵌入式应用层。正确答案： 数据加密层、可移动网络解析： 暂无解析 -
第10题：
填空题嵌入式系统按软件结构可分为嵌入式（）系统和嵌入式（）系统。正确答案： 单线程,事件驱动解析： 暂无解析 -
第11题：
单选题下面关于嵌入式系统的叙述中，错误的是（）A嵌入式系统所涉及的应用领域非常广泛
B嵌入式系统在数量上远远超过了各种类型的通用计算机系统
C嵌入式系统与通用计算机都是由硬件和软件两部分组成的
D嵌入式系统正在逐步取代通用计算机系统
正确答案： A解析： 嵌入式系统与通用计算机一样，也是由硬件和软件两部分组成，所涉及到的领域非常广泛，在应用数量上远远超过了各种类型的通用计算机系统。尽管如此，嵌入式系统与日常使用的通用计算机系统仍有许多不同之处，它们的组成及功能都各有特点，所以各自的市场不同，谈不上取代。所以本题选D。 -
第12题：
单选题关于我国嵌入式系统的发展，下列说法错误的是（）。A高端嵌入式芯片领域的整体技术水平和国外仍有相当大的差距
B嵌入式系统在国内处于高速发展的时期
C嵌入式系统已经被国外少数几家公司垄断，这给我国中小企业的发展带来挑战
D嵌入式系统是提高我国装备、产品自主知识产权，提高技术含量的重要技术手段
正确答案： A解析： 暂无解析 -
第13题：
物联网应用中的两项关键技术是（ ）。A.传感器技术与遥感技术
B.传感器技术与嵌入式技术
C.虚拟计算技术与智能化技术
D.虚拟计算技术与嵌入式技术答案：B解析：p57在物联网应用中有两项关键技术，分别是传感器技术和嵌入式技术。 -
第14题：
对性能要求高的嵌入式系统是（）
- A、嵌入式实时系统
- B、嵌入式多线程系统
- C、嵌入式多内核系统
- D、嵌入式轮转询问系统
正确答案:C -
第15题：
什么是ISP技术与JTAG技术？简述两者的主要技术特点及区别，指出它们在嵌入式系统调试中的应用。
正确答案: ISP技术（In Ststem Programmability）：系统内编程技术，指电路板上的空白器件可以编程写入最终用户代码，而不需要从电路板上取下器件，已经编程的器件也可用ISP方式擦出或再编程。
JTAG（Joint Test Action Group联合测试小组）技术是一种国家标准测试协议，主要用于芯片内部测试。通过这个标准，可对具有JTAG接口的芯片的硬件电路进行边界扫描和故障检测。
两技术特点及区别：ISP的实现相对简单些，一般通用做法是内部的存储器可以由上位机的软件通过串口来改写。ISP技术的优势是不需要编程器就可以进行单片机的实验和开发，单片机可直接接到电路板上，调试结束即成成品，免去了调试时由于频繁地插入取出芯片对芯片和电路板带来不便。
JTAG最初是用来对芯片进行测试的，基本原理是在器件内部定义一个TAP（测试访问口），通过专用的JTAG接口串联在一起，形成一个JTAG链，能实现对各个器件分别测试。现在JTAG接口还常用语实现ISP对Flash等器件进行编程。
JTAG编程方式是在线编程，传统生产流程是对芯片进行与编程再装袋板上，简化的流程为先固定器件到电路板上，再用JTAG编程，从而大大加快工程进度。JTAG接口可对PSD芯片内部的所有部件进行编程。
JTAG大致分为两类，一类用于测试芯片的电气特性；一类用于Debug；一般支持JTAG的CPU都包含了这两个模块。 -
第16题：
（）实现对物联网中物体标识和位置信息的获取。
- A、感知技术
- B、识别技术
- C、微机电系统
- D、嵌入式系统
正确答案:B -
第17题：
嵌入式系统按是否具有实时性能可分为嵌入式（）系统和嵌入式（）系统。
正确答案:非实时；实时 -
第18题：
嵌入式系统按软件结构可分为嵌入式（）系统和嵌入式（）系统。
正确答案:单线程；事件驱动 -
第19题：
移动商务技术系统框架包括（）、系统软件模块和可嵌入式应用层。
正确答案:数据加密层、可移动网络 -
第20题：
（）可以实现对传感器、控制器、处理器、通信模块、电源系统等的高度集成，是支撑物联网感知层系统微型化、智能化的重要技术。
- A、感知技术
- B、识别技术
- C、微机电系统
- D、嵌入式系统
正确答案:C -
第21题：
单选题按照嵌入式系统的技术复杂程度进行分类，可以把嵌入式系统分为低端系统、中端系统和高端系统三大类。下面关于高端嵌入式系统特性的叙述中错误的是（）A其硬件的核心大多是32位/64位处理器
B操作系统功能齐全，大多使用Windows系统
C应用软件可更新和扩展
D智能手机、路由器等产品中使用的大多是高端嵌入式系统
正确答案： D解析： 嵌入式微控制器（Microcontroller Unit，MCU）实际上是一种单片计算机，简称单片机。将整个计算机硬件的大部分甚至全部电路集成在一块芯片上。微控制器的种类和数量很多，在过很多方面得到了广泛应用，目前大约占有嵌入式系统70%的市场。微控制器的最大特点就是单片化，体积减少，从而功耗和成本都下降。而SoC的最大的特点是成功实现了软硬件无缝的结合，它可能包含一个或者多个处理器。所以D项不正确。 -
第22题：
单选题对性能要求高的嵌入式系统是（）A嵌入式实时系统
B嵌入式多线程系统
C嵌入式多内核系统
D嵌入式轮转询问系统
正确答案： B解析： 暂无解析 -
第23题：
多选题物联网应用中的关键技术有（）。A传感器技术
BRFID标签
CERP技术
D嵌入式系统技术
E无线射频技术
正确答案： B,D解析： 本题考查物联网技术。物联网应用中三项关键技术：传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术。