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軟總線(xiàn)架構在實(shí)時(shí)多任務(wù)軟件系統中的設計應用
作者：
時(shí)間：2012-05-07
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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軟總線(xiàn)引入了以下操作特性：資源創(chuàng )建于軟總線(xiàn)的資源池，功能模塊通過(guò)標示符來(lái)間接地使用資源，資源使用需要經(jīng)過(guò)軟總線(xiàn)的驗證，多個(gè)進(jìn)程對同一資源會(huì )有不同的操作方式和優(yōu)先級，不同的資源有不同的調度策略。針對這些特性，就需要有相應的管理系統。該系統需要維護資源與標示符之間的關(guān)聯(lián)、任務(wù)進(jìn)程對資源的相關(guān)操作參數、資源特有的調度策略等。本文設計中軟總線(xiàn)主要使用四個(gè)表格存儲關(guān)聯(lián)信息，其詳細設計圖如圖2：
圖2 軟總線(xiàn)詳細設計圖
3.3 資源使用調度詳細設計
為了保證資源的安全性，系統要求進(jìn)程在使用資源的時(shí)候先進(jìn)行進(jìn)程注冊和資源申請。同時(shí)，系統對資源使用的行為進(jìn)行比較嚴格的檢測。因此，進(jìn)程使用資源分為三步：進(jìn)程注冊，進(jìn)程申請資源及進(jìn)程使用資源。進(jìn)程注冊是在進(jìn)程建立的時(shí)候，同時(shí)將進(jìn)程信息寫(xiě)入軟總線(xiàn)的進(jìn)程表加以保存。進(jìn)程申請資源通常在進(jìn)程建立以后第一次工作時(shí)完成，類(lèi)似對資源的初始化。進(jìn)程申請資源要求進(jìn)程在軟總線(xiàn)已經(jīng)注冊，同時(shí)要求進(jìn)程對資源的參數限定符合該資源。進(jìn)程使用標識符來(lái)標示所要使用的資源，如果該資源不存在，這以該進(jìn)程給定的參數在資源池中建立和初始化該資源并關(guān)聯(lián)進(jìn)程；如果資源存在，比對參數，如果一致，直接關(guān)聯(lián)進(jìn)程，否則出錯處理。出錯處理產(chǎn)生以“標識符_進(jìn)程編號”為標識的副本，以進(jìn)一步的使用，當然同時(shí)會(huì )有出錯提示。
資源使用要求進(jìn)程和資源已經(jīng)關(guān)聯(lián)。同時(shí)使用的過(guò)程中，進(jìn)程操作的是數據的副本，而對資源的更新是要受到系統的檢測的。這次，副本數據的更新是實(shí)時(shí)的，這樣就避免出現同步的問(wèn)題。資源調度也會(huì )在資源獲取前依據資源調度表中的信息進(jìn)行。進(jìn)程對資源申請和使用的詳細調度如圖 3 所示：
圖3 進(jìn)程對資源申請和使用的詳細調度圖
3.4 系統驗證和安全性模擬實(shí)驗
經(jīng)過(guò)驗證，該系統*能模塊使用軟總線(xiàn)提供的接口操作資源，其速度和效率不低于使用未封裝的資源。同時(shí)，軟總線(xiàn)的封裝使得資源對功能模塊透明，而且使用資源時(shí)還要求對其進(jìn)行較強的驗證，因此資源的安全性及系統的健壯性得到了較大幅度的提高。為了驗證系統的安全性健壯性，我們進(jìn)行了安全測試。在測試中，模擬了系統可能出現的各種安全漏洞。同時(shí)，與使用非軟總線(xiàn)結構，對資源不進(jìn)行強驗證的系統進(jìn)行比較。結果如表1：
如上表所示，使用軟總線(xiàn)架構，系統具有更強的安全性和健壯性。
4．結束語(yǔ)
本文介紹了使用軟總線(xiàn)封裝系統資源，設計實(shí)時(shí)多任務(wù)嵌入式軟件的架構方式。通過(guò)實(shí)際的工程實(shí)踐，給出軟總線(xiàn)的設計方案。文章通過(guò)理論分析和實(shí)驗對比指出了這種架構方式在處理多任務(wù)調度和資源共享上相對普通架構的優(yōu)勢。
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