試題三(共25分)      
閱讀以下有關(guān)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的說(shuō)明，在答題紙上回答問(wèn)題1至問(wèn)題3。 
【說(shuō)明】 某公司承接了某機(jī)載嵌入式系統(tǒng)的研制任務(wù)。該機(jī)載嵌入式系統(tǒng)由數(shù)據(jù)處理模塊、大容量模塊、信號(hào)處理模塊、數(shù)據(jù)交換模塊和電源模塊等組成。數(shù)據(jù)處理模塊有2個(gè)，分別完成數(shù)據(jù)融合和導(dǎo)航通訊任務(wù)；大容量模塊主要功能是存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，同時(shí)要記錄信號(hào)處理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊的自檢測(cè)、維護(hù)數(shù)據(jù)，向數(shù)據(jù)處理模塊提供地圖數(shù)據(jù)；信號(hào)處理模塊的處理器為專用的DSP，接收紅外、雷達(dá)等前端傳感器數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，將處理后的有效數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)帶寬較大)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)交換模塊主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換；電源模塊主要負(fù)責(zé)給其它模塊供電，電源模塊上沒(méi)有軟件。     
 要求該機(jī)載嵌入式系統(tǒng)符合綜合化、模塊化的設(shè)計(jì)思想，并考慮系統(tǒng)在生命周期中的可靠性和安全性，以及硬件的可擴(kuò)展性和軟件可升級(jí)性，還要求系統(tǒng)通訊延遲小，支持多模塊上的應(yīng)用任務(wù)同步。 
【問(wèn)題1】(14分)  在設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)時(shí)，李工提出了如圖3-1所示的系統(tǒng)架構(gòu)，即模塊間的網(wǎng)絡(luò)通信采用光纖通信(Fiber Channel，F(xiàn)C)技術(shù)，而王工認(rèn)為應(yīng)采用VME總線架構(gòu)，如圖3-2所示。王工的理由是公司多年來(lái)基于VME總線技術(shù)設(shè)計(jì)了多個(gè)產(chǎn)品，技術(shù)成熟，且費(fèi)用較小。但公司經(jīng)過(guò)評(píng)審后，決定采用3-1所示的基于FC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 

請(qǐng)用500字以內(nèi)的文字，說(shuō)明VME和FC各自的特點(diǎn)，并針對(duì)機(jī)載嵌入式系統(tǒng)的要求，指出公司采用李工方案的理由。 

【問(wèn)題2】(5分)公司依據(jù)ARINC653標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了滿足ARINC653標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)，該操作系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)中可能發(fā)生的模塊級(jí)、分區(qū)級(jí)和進(jìn)程級(jí)的錯(cuò)誤進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)了如圖3-3所示的系統(tǒng)健康監(jiān)控機(jī)制，請(qǐng)分別將備選答案中的各種錯(cuò)誤和健康監(jiān)控部件填入圖3-3中的(1)～(5)。 
      備選答案：分區(qū)健康監(jiān)控、分區(qū)初始化階段出現(xiàn)的分區(qū)配置錯(cuò)誤、分區(qū)切換時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤、應(yīng)用進(jìn)程錯(cuò)誤、進(jìn)程健康監(jiān)控。     

 注：ARINC653標(biāo)準(zhǔn)(Avionics Application Software Standard Interface)是美國(guó)航空電子工程協(xié)會(huì)AEEC于1997年為航空民用飛機(jī)的模塊化綜合航空電子系統(tǒng)定義的應(yīng)用程序接口標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)提出了分區(qū)(Partition)的概念以及健康監(jiān)控(health monitoring)機(jī)制。分區(qū)是應(yīng)用的一種功能劃分，也是操作系統(tǒng)調(diào)度的基本單位，嚴(yán)格按預(yù)先分配的時(shí)間片調(diào)度。分區(qū)間具有時(shí)空隔離特點(diǎn)。分區(qū)內(nèi)的每一執(zhí)行單元稱為進(jìn)程。

 【問(wèn)題3】(6分) 為了實(shí)現(xiàn)滿足ARINC653標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)的時(shí)空分區(qū)隔離機(jī)制，項(xiàng)目組選擇了PowerPC作為數(shù)據(jù)處理模塊的處理器(CPU)。這樣，當(dāng)一個(gè)分區(qū)出現(xiàn)故障時(shí)，不會(huì)蔓延到模塊中同一處理器的其它分區(qū)。請(qǐng)用500字以內(nèi)的文字，說(shuō)明如何采用PowerPC實(shí)現(xiàn)應(yīng)用與內(nèi)核以及諸應(yīng)用之間的隔離和保護(hù)。