軟總線架構(gòu)在實時多任務(wù)軟件系統(tǒng)中的設(shè)計應(yīng)用
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軟總線引入了以下操作特性：資源創(chuàng)建于軟總線的資源池，功能模塊通過標示符來間接地使用資源，資源使用需要經(jīng)過軟總線的驗證，多個進程對同一資源會有不同的操作方式和優(yōu)先級，不同的資源有不同的調(diào)度策略。針對這些特性，就需要有相應(yīng)的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)需要維護資源與標示符之間的關(guān)聯(lián)、任務(wù)進程對資源的相關(guān)操作參數(shù)、資源特有的調(diào)度策略等。本文設(shè)計中軟總線主要使用四個表格存儲關(guān)聯(lián)信息，其詳細設(shè)計圖如圖2：
圖2 軟總線詳細設(shè)計圖
3.3 資源使用調(diào)度詳細設(shè)計
為了保證資源的安全性，系統(tǒng)要求進程在使用資源的時候先進行進程注冊和資源申請。同時，系統(tǒng)對資源使用的行為進行比較嚴格的檢測。因此，進程使用資源分為三步：進程注冊，進程申請資源及進程使用資源。進程注冊是在進程建立的時候，同時將進程信息寫入軟總線的進程表加以保存。進程申請資源通常在進程建立以后第一次工作時完成，類似對資源的初始化。進程申請資源要求進程在軟總線已經(jīng)注冊，同時要求進程對資源的參數(shù)限定符合該資源。進程使用標識符來標示所要使用的資源，如果該資源不存在，這以該進程給定的參數(shù)在資源池中建立和初始化該資源并關(guān)聯(lián)進程；如果資源存在，比對參數(shù)，如果一致，直接關(guān)聯(lián)進程，否則出錯處理。出錯處理產(chǎn)生以“標識符_進程編號”為標識的副本，以進一步的使用，當然同時會有出錯提示。
資源使用要求進程和資源已經(jīng)關(guān)聯(lián)。同時使用的過程中，進程操作的是數(shù)據(jù)的副本，而對資源的更新是要受到系統(tǒng)的檢測的。這次，副本數(shù)據(jù)的更新是實時的，這樣就避免出現(xiàn)同步的問題。資源調(diào)度也會在資源獲取前依據(jù)資源調(diào)度表中的信息進行。進程對資源申請和使用的詳細調(diào)度如圖 3 所示：
圖3 進程對資源申請和使用的詳細調(diào)度圖
3.4 系統(tǒng)驗證和安全性模擬實驗
經(jīng)過驗證，該系統(tǒng)*能模塊使用軟總線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，軟總線的封裝使得資源對功能模塊透明，而且使用資源時還要求對其進行較強的驗證，因此資源的安全性及系統(tǒng)的健壯性得到了較大幅度的提高。為了驗證系統(tǒng)的安全性健壯性，我們進行了安全測試。在測試中，模擬了系統(tǒng)可能出現(xiàn)的各種安全漏洞。同時，與使用非軟總線結(jié)構(gòu)，對資源不進行強驗證的系統(tǒng)進行比較。結(jié)果如表1：
如上表所示，使用軟總線架構(gòu)，系統(tǒng)具有更強的安全性和健壯性。
4．結(jié)束語
本文介紹了使用軟總線封裝系統(tǒng)資源，設(shè)計實時多任務(wù)嵌入式軟件的架構(gòu)方式。通過實際的工程實踐，給出軟總線的設(shè)計方案。文章通過理論分析和實驗對比指出了這種架構(gòu)方式在處理多任務(wù)調(diào)度和資源共享上相對普通架構(gòu)的優(yōu)勢。
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