基于VxWorks的飛機電氣處理機多任務程序設計

摘 要：固態(tài)配電系統(tǒng)核心處理機也稱作電氣系統(tǒng)處理機（PSP），是固態(tài)配電系統(tǒng)的控制中心。闡述了在VxWorks下飛機固態(tài)配電核心處理機的多任務程序設計流程，對多任務進行了細致的劃分和分析，并且針對雙機熱備份的功能進行了深入的研究。

關鍵詞：PSP； 多任務程序設計； 雙機熱備份； 飛機自動配電系統(tǒng)

中圖分類號：TN91134 文獻標識碼：A 文章編號：1004373X（2012）22010703

飛機自動配電系統(tǒng)的核心處理機是典型的嵌入式多任務實時操作系統(tǒng)。根據(jù)可靠性的要求，核心處理機采用雙PSP的熱備份方式。系統(tǒng)可以簡化成如圖1所示的模式，即系統(tǒng)由主機、備份機、輸入通道和輸出通道組成。主機和備份機相當于周期性事務處理機，輸入通道是信息共享終端，輸出通道是事務處理結構輸出執(zhí)行機構。主機和備份機之間設置了交互通道，用于主機和備份機之間的同步、故障信息傳輸。當主機正常工作時，備份機處于熱備份狀態(tài)，只從其他子系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)，而不向外發(fā)送數(shù)據(jù)；當主機出現(xiàn)故障時，及時將主機與系統(tǒng)隔離，同時備份機代替主機工作。

圖1 熱備份系統(tǒng)簡化模型基于雙機熱備份的前提，以下對系統(tǒng)的多任務應用程序進行了的初步設計。

1 任務劃分

嵌入式程序的基本單元是任務，將一個實時應用問題分解為多個任務，可以加快單個任務執(zhí)行速度，有效地利用系統(tǒng)資源。但是，過度地分解任務，將會使系統(tǒng)中有大量的任務頻繁地進行任務的切換，任務之間還要進行很多同步和互斥控制機制，將增加大量的系統(tǒng)服務工作，降低系統(tǒng)的速度和有效性。因此，劃分任務時必須進行各種綜合平衡和折衷，有時將兩個操作合并在一起處理效果好些，但有時必須分開處理，這都依賴于實時應用的特性。

根據(jù)核心處理機（PSP）所要完成的功能，列出各種任務的具體功能和名

2 任務調(diào)度

為了把各個任務的特征描述的更準確，下面根據(jù)設備依賴性、時間依賴性和事件依賴性等原則來標識各個任務的確定元素。

2.1 標識設備依賴性

所有實時系統(tǒng)都通過一些設備與物理世界接口，如各種輸入/輸出設備。PSP中產(chǎn)生中斷的主動設備包括：小周期定時中斷（標識為ACT1）；1553B數(shù)據(jù)接收中斷（標識為ACT2）； RS 232數(shù)據(jù)接收中斷（標識為ACT3）。PSP中不產(chǎn)生中斷的被動設備包括：ARINC429數(shù)據(jù)發(fā)送（標識為PAS1）；1553B數(shù)據(jù)發(fā)送（標識為PAS2）；RS 232數(shù)據(jù)發(fā)送（標識為PAS3）；讀取硬盤歷史數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)（標識為PAS4）；往硬盤寫歷史數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)（標識為PAS5）。

2.2 標識事件依賴性

外部設備產(chǎn)生的事件，已在設備依賴性上標識出來，因此，這里集中討論內(nèi)部產(chǎn)生的事件。PSP內(nèi)部產(chǎn)生的事件主要有：接收到控制命令（標識為EVT1）；接收到供電系統(tǒng)狀態(tài)（標識為EVT2）；標識時間依賴性。

設計實時系統(tǒng)時，必須弄清每個應用要求的時間死線，進而確定每個任務的實時死線，然后依據(jù)每個死線的關鍵性和緊急性分派任務的優(yōu)先權。表2顯示了任務與設備、事件及時間的依賴關系。

圖7 系統(tǒng)周期通信任務流程圖3.8 數(shù)據(jù)存儲任務

數(shù)據(jù)存儲任務的功能是實現(xiàn)存儲系統(tǒng)運行過程中的歷史數(shù)據(jù)，以及系統(tǒng)進行自檢測產(chǎn)生的故障相關數(shù)據(jù)文件。數(shù)據(jù)存儲任務的主要操作是讀/寫硬盤。這部分的細節(jié)在數(shù)據(jù)記錄功能的實現(xiàn)一節(jié)已詳細論述，此處不再贅述。

3.9 系統(tǒng)自檢測

系統(tǒng)自檢測任務在系統(tǒng)的其他任務都掛起時，來處理PSP內(nèi)部CPU、內(nèi)存，以及外部設備板卡的周期BIT函數(shù)，驅(qū)動函數(shù)中提供了BIT函數(shù)，因此， 系統(tǒng)自檢測