試題三(共25分)      
閱讀以下有關(guān)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的說明，在答題紙上回答問題1至問題3。 
【說明】 某公司承接了某機載嵌入式系統(tǒng)的研制任務(wù)。該機載嵌入式系統(tǒng)由數(shù)據(jù)處理模塊、大容量模塊、信號處理模塊、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，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系統(tǒng)數(shù)據(jù)，同時要記錄信號處理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊的自檢測、維護數(shù)據(jù)，向數(shù)據(jù)處理模塊提供地圖數(shù)據(jù)；信號處理模塊的處理器為專用的DSP，接收紅外、雷達等前端傳感器數(shù)據(jù)并進行處理，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，電源模塊上沒有軟件。     
 要求該機載嵌入式系統(tǒng)符合綜合化、模塊化的設(shè)計思想，并考慮系統(tǒng)在生命周期中的可靠性和安全性，以及硬件的可擴展性和軟件可升級性，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。 
【問題1】(14分)  在設(shè)計系統(tǒng)架構(gòu)時，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基于VME總線技術(shù)設(shè)計了多個產(chǎn)品，技術(shù)成熟，且費用較小。但公司經(jīng)過評審后，決定采用3-1所示的基于FC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 

請用500字以內(nèi)的文字，說明VME和FC各自的特點，并針對機載嵌入式系統(tǒng)的要求，指出公司采用李工方案的理由。 

【問題2】(5分)公司依據(jù)ARINC653標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計了滿足ARINC653標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)，該操作系統(tǒng)對系統(tǒng)中可能發(fā)生的模塊級、分區(qū)級和進程級的錯誤進行處理，實現(xiàn)了如圖3-3所示的系統(tǒng)健康監(jiān)控機制，請分別將備選答案中的各種錯誤和健康監(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)配置錯誤、分區(qū)切換時出現(xiàn)的錯誤、應(yīng)用進程錯誤、進程健康監(jiān)控。     

 注：ARINC653標(biāo)準(zhǔn)(Avionics Application Software Standard Interface)是美國航空電子工程協(xié)會AEEC于1997年為航空民用飛機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)先分配的時間片調(diào)度。分區(qū)間具有時空隔離特點。分區(qū)內(nèi)的每一執(zhí)行單元稱為進程。

 【問題3】(6分) 為了實現(xiàn)滿足ARINC653標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)的時空分區(qū)隔離機制，項目組選擇了PowerPC作為數(shù)據(jù)處理模塊的處理器(CPU)。這樣，當(dāng)一個分區(qū)出現(xiàn)故障時，不會蔓延到模塊中同一處理器的其它分區(qū)。請用500字以內(nèi)的文字，說明如何采用PowerPC實現(xiàn)應(yīng)用與內(nèi)核以及諸應(yīng)用之間的隔離和保護。