24、嵌入式控制系统与航天航空电子系统架构解析

嵌入式控制系统与航天航空电子系统架构解析

嵌入式控制系统中的分布式定时多任务

在嵌入式控制系统行为规范方面，有一种新的解决方案值得关注。该方案围绕一个实时内核展开，此内核包含三个主要子系统：事件管理器、任务管理器和通信总线。事件管理器融入了参与者接口自动机，任务管理器负责调度参与者任务的执行，通信总线则用于通过广播事件通知和通信原语在通信的参与者任务之间透明地交换信号。

任务管理器会重置其注册位，从而生成反馈信号“就绪”。这种机制能够在上述实时内核环境中，对事件和任务进行快速且统一的处理。

分布式定时多任务（Distributed Timed Multitasking，DTM）受到了原始定时多任务模型的启发，并且与xGiotto语言中采用的逻辑执行时间（LET）模型相似。不过，前两者采用基于端口的参与者间通信，而DTM使用带标签的状态消息（信号）进行广播通信。这种广播通信方式是一种灵活的解决方案，排除了端口、邮箱、具有调用 - 返回语义的操作接口等因素，为可重构和真正开放的分布式嵌入式系统提供了支持。

采用的通信机制支持透明通信，其特点是计算和通信完全分离。因为信号驱动程序与参与者任务以及彼此之间是分开执行的。而基于端口的对象并非如此，端口通常被定义为通信对象，其方法在任务I/O驱动程序中以传统的调用 - 返回方式调用，就像操作接口一样。因此，通信模式在I/O驱动程序的代码中是“硬连线”的，不重新编程就无法重新配置。此外，在这种实现中，端口被视为共享数据结构，不适用于分布式应用程序。

DTM与同步语言中使用的计算模型有一定相似之处，但也存在显著差异：
- 并发特性 ：DTM具有真正的参与者级并