嵌入式實時操作系統(tǒng)在航天器軟件中的應(yīng)用研究李化云

　　航天器軟件的發(fā)展趨勢及嵌入式實時操作系統(tǒng)的特點，決定了在以后的航天器軟件開發(fā)中會越來越多的使用嵌入式操作系統(tǒng)，引入 RTOS 將帶來航天器軟件開發(fā)的一次技術(shù)變革。首先，嵌入式實時操作系統(tǒng)提高了系統(tǒng)的可靠性。在控制系統(tǒng)中，出于安全方面的考慮，要求系統(tǒng)起碼不能崩潰，而且還要有自愈能力。不僅要求在硬件設(shè)計方面提高系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性，而且也應(yīng)在軟件設(shè)計方面提高系統(tǒng)的抗干擾性，盡可能地減少安全漏洞和不可靠的隱患。長期以來傳統(tǒng)的軟件設(shè)計在遇到強(qiáng)干擾時，使得運(yùn)行的程序產(chǎn)生異常、出錯、跑飛，甚至死循環(huán)， 造成了系統(tǒng)的崩潰。而實時操作系統(tǒng)管理的系統(tǒng)，使系統(tǒng)的單任務(wù)設(shè)計轉(zhuǎn)向多任務(wù)編程， 不至于一個環(huán)節(jié)的失效就引起整個軟件的失效。其次，嵌入式實時操作系統(tǒng)提高了開發(fā)效率，縮短了開發(fā)周期。使用嵌入式實時操作系統(tǒng)后，使航天器軟件的平臺軟件和功能軟件分離，用戶可以集中精力編寫應(yīng)用程序，提高開發(fā)效率。而且如果使用相同的 RTOS， 一些通用的模塊或任務(wù)可以在不同型號集成和使用，提高軟件的復(fù)用性。第三點，嵌入式實時操作系統(tǒng)充分發(fā)揮了 32 位 CPU 的多任務(wù)潛力。星載計算機(jī)處理器越來越復(fù)雜，功能越來越強(qiáng)大，從 8 位的 8031 到 16 位的 1750A、8086，到 32 位的 ERC32、80X86， 由過去的 8 位處理器發(fā)展為 16 位， 直到現(xiàn)在的 32 位。32 位 CPU 比 8、16 位 CPU 快，是為運(yùn)行多用戶、多任務(wù)操作系統(tǒng)而設(shè)計的。如果還是采用以前的設(shè)計方法，則無法發(fā)揮 32 位 CPU 的優(yōu)勢。

　　隨著航天器功能的復(fù)雜化， 嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用將為航天軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供契機(jī)。國內(nèi)在操作系統(tǒng)的研究方面也一直沒有中斷過， 經(jīng)過多年的積累已初步掌握操作系統(tǒng)的核心技術(shù)。然而，國產(chǎn)的嵌入式操作系統(tǒng)在技術(shù)含量、兼容性、市場運(yùn)作模式等方面還有很多工作要做， 國內(nèi)航天器軟件在跟蹤國外嵌入式操作系統(tǒng)的最新技術(shù)的同時，堅持自主產(chǎn)權(quán)，力爭找到自己的突破點，探索出一條自己的發(fā)展道路。本文總結(jié)了我國航天器軟件中嵌入式實時操作系統(tǒng)的應(yīng)用特點。