题目：基于VxWorks的软件总线及其自主恢复技术

嵌入式系统广泛采用自主恢复技术以提高系统的可靠性，由于硬件可维护性差以及硬件自主恢复技术有限，现代自主恢复技术中对硬件故障的自主恢复越来越多地借助软件加以实现。嵌入式系统相关技术的不断发展使嵌入式系统趋近于大型化和综合化，嵌入式系统越来越需要复杂但可靠的实时软件系统。VxWorks作为一种高性能、实时、可靠的嵌入式操作系统，常被用来作为嵌入式系统的操作系统。考虑到系统中可能同时存在软件故障，因此，如何设计一种能够实现对软件和硬件故障进行自主恢复为目的以及具有较高可靠性的基于VxWorks操作系统的自主恢复管理软件是目前亟待解决的问题。

本文在嵌入式系统及VxWorks特性、软件总线体系结构、自主恢复模型等方面进行了相关的研究，具体研究内容为：
(1) 嵌入式系统的需求易变特性、软件系统的可裁剪性以及软件架构的安全性要求在系统中需要使用更好的软件架构方式。因此，本文提出了构件化的软件总线架构方式对自主恢复管理软件进行架构设计，通过软件总线对VxWorks操作系统资源的封装，架构了资源使用层，在此基础之上引入管理机制架构了管理层，形成软件结构上的分层。在嵌入式系统中，使用该架构方式进行自主恢复管理软件的设计和开发，使得VxWorks操作系统中资源能够通过良好的调度被合理地使用。本文中设计的软件总线更强调的是一个通信的底层平台。软件总线中的信号机制以及共享内存机制的来自于VxWorks的底层的库函数，因此，与软件开发人员设计的通信相关函数相比，本文设计的软件总线具有较高的可靠性和安全性。另外，本文设计的软件总线与基于ORB的软件总线相比在资源利用率以及TCP/IP协议的依赖性方面具有明显的优势。

(2) 本文通过引入资源冗余技术提高系统提供的服务的可用性即在系统中发现故障时能够通过冗余技术屏蔽故障，延长系统有效运行时间。本文设计了三种冗余方案即冷备份、热备份以及双模冗余，并根据系统中常见的故障类型的特点设计了三种冗余方案下的监控机制以及动态重构机制，考虑到嵌入式系统自主恢复需求的易变性，会形成不同的冗余体系结构，本文设计的自主恢复技术应具有易扩展性，因此，本文在对自主恢复需求研究的基础上，提取出基本容错构件，并引入构件复用技术到软件总线自主恢复体系结构的具体设计中，根据系统中的冗余体系结构的特点而采用不同的组合策略将基本容错构件组装成自主恢复构件，为系统提供自主恢复服务。