试题三（ 25 分）  

　　阅读以下关于某嵌入式实时系统的软件需求的叙述，回答问题 1 至问题 3 。

　　某公司承担了一项嵌入式实时控制系统的软件开发任务，其内容是按系统要求的固定的时间序列采集、处理、输出数据，以实现对多个设备的综合控制。

　　系统由硬件和软件组成，硬件由处理机（采用 PowerPC603e ，主频 133MHz ）、存储器、定时器、中断控制器、双口存储器（空间大小 1024KB ）、 4 路 422 半双工串口接口（其中两路的频率 115200Hz ，另两路频率 38400Hz ）、两路 A/D 、 D/A 数模转换器和 10 路离散量接口组成。系统的软件需求如下（注： B ：字节； s ：秒； ms ：毫秒）：

1 、系统要求以 5ms 为周期从双口存储器中采集 1024KB 的输入数据，处理任务的时间约为 1ms ；（称为 5ms 任务）

2 、系统要求以 20ms 为周期从两路 422 接口（ 115200Hz ）中采集一定格式的大小为 64B 的数据，在完成处理（处理时间约为 4ms ）任务后，分别输出大小为 16B 的控制命令；（称为 20ms 任务）

3 、系统要求以 60ms 为周期从两路 422 接口（ 38400Hz ）中采集一定数据格式的大小为 6B 数据，从两路 A/D 接口采集 28 位数据，在完成处理（处理时间约为 2ms ）任务后，分别输出大小为 2B 的控制命令和一个 28 位 D/A 数据，输出 8 路离散量控制数据；（称为 60ms 任务）

4 、作为系统的安全监控保障，系统要求在每 1s 内对系统软硬件状态进行测试并完成系统工作的状态记录工作。该任务共需处理时间是 5ms 。（称为 1s 任务）

　　本公司课题组根据用户的硬件环境及软件的需求，就软件的实施方案展开了激烈的讨论，讨论的首要问题就是本系统中软件的运行平台是采用嵌入式实时操作系统还是在裸机上直接开发的方式，李工程师（简称李工）提出了为了保证系统的实时性，应该采用裸机上直接开发的方式，关键部分采用汇编语言编写，而王工程师（简称王工）提出，由于系统将由多种周期的处理任务组成，为了保证系统的可靠性，应该采用商用嵌入式实时操作系统作为本项目的开发基础，经过充分论证，最后李工接受了王工的建议，并申报课题组组长，课题组长同意采用了操作系统的方案，并指出必须尽快对需求的时间性能做出评估。
［问题 1 ］（ 10 分）　

请用 450 字以内文字简要说明王工提出的采用嵌入式实时操作系统的理由或优点，并说明选择操作系统产品时需要重点考虑其哪些功能与性能？

［问题 2 ］（ 10 分）  

　　李工和王工通过认真地对需求进行了分析，给出了时间性能评估报告，判定在上述硬件平台上可以满足系统要求。请用 300 字以内文字简要说明嵌入式实时操作系统中时间性能评估中主要考虑哪几项因素；针对本课题的具体数据，叙述系统的工作时序关系。

［问题 3 ］（ 5 分）  

　　根据系统需求，请设计出系统的处理流程（按时序），说明所有任务的优先级分配策略， 422 接口、双口存储器、离散量接口和 A/D （ D/A ）的数据输入／输出方法（中断或查询驱动）及理由。请用 350 字以内文字简要说明。