题目：面向多核系统的实时MPI中间件设计

综合航空电子系统是现代飞机上的非常重要的组成部分之一，它的优劣是衡量飞机性能的重要指标。几十年来，航空电子系统逐步从分立式、联合式向综合化以及高度综合化方向发展。新一代航电系统是一个存在大量信息交互同时又分工明确的分布式实时嵌入式系统。在这类大规模的分布式实时系统中，大量高复杂度的分系统通过网络连接在一起，各个分系统之间有大量的实时信息交互。对于整个系统，计算的正确性不但取决于程序的逻辑正确，同时也要求产生结果的时间符合时间约束条件，否则，将会发生严重的系统错误。针对上述航空电子系统的特点和发展趋势，有必要设计一个分布式实时消息传递中间件，以满足现代航电系统实时通信的要求。基于这一出发点，本文分析了现有的主要消息传递中间件，如实时CORBA、DDS等。通过比较它们各自的优缺点，最终决定选取Open MPI作为我们的设计基础，Open MPI是MPI-2标准的一个开源实现。MPI是一种消息传递库，主要用于高性能计算，但不具备实时性能。我们通过对Open MPI进行改造，试图实现一种面向多核系统的实时通信中间件。下面是本文的一些主要工作：1）将Open MPI从Linux系统移植到VxWorks实时操作系统上。VxWorks是广泛应用于航空领域的实时操作系统，具备优秀的硬实时特性。借由VxWorks可以很好地弥补MPI实时性上的缺陷，使其接近或达到所要求的实时性能。2）根据实时性要求和Open MPI本身的特点，进行中间件的实时通信模型的设计与实现。通过分析QoS机制和针对消息的实时调度算法，提出了对消息的实时调度框架，并对新通信模型的性能进行了测试。目前，国内对以Open MPI为基础设计的航空电子系统中间件的研究还比较少，本文试图通过将Open MPI和VxWorks进行结合以获得满足一定实时性要求的消息传递中间件。希望这种方法能给业界带来一个全新的研究视角。