軟總線架構在實時多任務軟件系統中的設計應用
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軟總線引入了以下操作特性：資源創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聯、任務進程對資源的相關操作參數、資源特有的調度策略等。本文設計中軟總線主要使用四個表格存儲關聯信息，其詳細設計圖如圖2：
圖2 軟總線詳細設計圖
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注冊，同時要求進程對資源的參數限定符合該資源。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在資源池中建立和初始化該資源并關聯進程；如果資源存在，比對參數，如果一致，直接關聯進程，否則出錯處理。出錯處理產生以“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關聯。同時使用的過程中，進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時的，這樣就避免出現同步的問題。資源調度也會在資源獲取前依據資源調度表中的信息進行。進程對資源申請和使用的詳細調度如圖 3 所示：
圖3 進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驗
經過驗證，該系統*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，與使用非軟總線結構，對資源不進行強驗證的系統進行比較。結果如表1：
如上表所示，使用軟總線架構，系統具有更強的安全性和健壯性。
4．結束語
本文介紹了使用軟總線封裝系統資源，設計實時多任務嵌入式軟件的架構方式。通過實際的工程實踐，給出軟總線的設計方案。文章通過理論分析和實驗對比指出了這種架構方式在處理多任務調度和資源共享上相對普通架構的優勢。
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