分布式實時嵌入系統(tǒng)的消息體系研究.pdf

1、嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)在諸多領(lǐng)域得到了應(yīng)用：從移動電話到交換機、從微波爐到火箭自動推進裝置，很多設(shè)備中都有嵌入式控制系統(tǒng)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進步，嵌入系統(tǒng)也正向分布式方向發(fā)展。然而目前還沒有一個良好、清晰的分布式嵌入系統(tǒng)模型為系統(tǒng)的構(gòu)建提供指導(dǎo)，因此該類系統(tǒng)的構(gòu)建是比較困難的。此外，對該類系統(tǒng)通常有的實時性要求，目前幾乎都是通過基于全局時鐘的實時調(diào)度策略來保證的；全局時鐘方案不僅復(fù)雜，而且只適用于基于時間的分布式實時系統(tǒng)。以上兩個問題對于應(yīng)用前景廣

2、闊的分布式實時嵌入系統(tǒng)來說，是亟待解決的。因此，本文所研究的問題就是：一、如何建立一種能夠全面反映該類系統(tǒng)特點的精確模型，為系統(tǒng)的構(gòu)建提供足夠的指導(dǎo)，降低構(gòu)建難度；二、如何不利用全局時鐘來實現(xiàn)實時性，以解決時鐘同步的復(fù)雜性。本文所做的主要工作及結(jié)果可總結(jié)為以下幾點： （1）分析了分布式實時嵌入系統(tǒng)的構(gòu)成特點，根據(jù)消息在該類系統(tǒng)中的關(guān)鍵作用，建立了消息體系模型，它是該類系統(tǒng)的精確模型，既描述了系統(tǒng)的靜態(tài)構(gòu)成，也反映了系統(tǒng)的動態(tài)運行

3、特性，可以很好地指導(dǎo)系統(tǒng)的構(gòu)建、驗證系統(tǒng)設(shè)計的正確性以及事前分析系統(tǒng)的性能等。 （2）根據(jù)消息體系的指導(dǎo)作用，提出了基于消息體系的系統(tǒng)構(gòu)建方法，該方法把完整系統(tǒng)的設(shè)計強度削減到建立相對抽象的消息體系和獨立的分布式任務(wù)的水平上，是一種更為合理的系統(tǒng)構(gòu)建方案。它簡化了系統(tǒng)的構(gòu)建過程，降低了其構(gòu)建難度，由此提高了系統(tǒng)的正確性和可靠性。 （3）考慮到分布式系統(tǒng)中各分布點雖然沒有一致的絕對時刻，但卻有一致的相對時間這一事實，提出了

4、保證實時性的時間記賬機制。該機制既避免了時鐘同步的復(fù)雜性，易于實現(xiàn)；又解決了全局時鐘適用范圍有限的問題，對基于時間和基于事件的分布式實時系統(tǒng)都是適用的；此外，它還是靈活的，可以通過界面隨時接受并且滿足用戶變更的實時要求。 （4）引入了消息的動態(tài)優(yōu)先級概念，采用了以固定優(yōu)先級和動態(tài)優(yōu)先級為共同指導(dǎo)的綜合消息調(diào)度策略，更好地保證了系統(tǒng)的實時性。 最后，通過對分布式實時系統(tǒng)實例“汽車行駛監(jiān)控系統(tǒng)”的模擬設(shè)計，表明了消息體系模型