随着当今科技的不断进步，嵌入式系统已经在诸多领域得到了应用：从移动电话到交换机、从微波炉到火箭自动推进装置，很多设备中都有嵌入式控制系统。而网络技术的进步，也正促进嵌入系统向分布式方向发展。分布式实时嵌入式系统作为计算机应用的一个崭新领域，以其高效、异构等特点越来越多地受到人们的广泛关注。然而目前还没有一个良好、清晰的分布式实时嵌入式系统模型为系统的构建提供指导，因此该类系统的构建还比较困难。此外，资源调度、能耗优化和软件容错也是分布式实时嵌入式系统设计的重要方面。这些对于应用前景广阔的分布式实时嵌入式系统来说，是亟待解决的问题。 本论文对分布式实时嵌入式系统的关键技术展开研究，旨在为分布式实时嵌入式系统的分析和验证提供理论支持。所研究的主要问题有：一是如何建立一种能够全面反映该类系统特点的形式化模型，为系统的构建提供足够的指导，降低构建难度；二是如何在保证实时任务的时间约束前提下，以解决资源调度、能耗优化和软件容错等问题。本论文的主要创新成果如下： (1)提出层次分布式实时嵌入式网(HDRE—net)，给出分布式实时嵌入式软件的HDRE—net建模和分析方法。采用HDRE—net模型描述分布式实时嵌入式系统中任务、任务间关系、任务间通信过程，结合CAN总线协议的运行原理，将任务间通信过程抽象为特殊任务，并采用HDRE—net模型刻画通信过程的时间延迟和调度机制。给出优先级的分配原则，引入一种保持模型结构和时间延迟的化简方案，实现时间可达图的构造算法。最后，研究HDRE—net模型的基本性质和分析方法。 (2)构造分布式实时嵌入式系统的面向资源模型，基于该模型提出动态调度策略，给出计算可行调度的启发式算法。根据分布式实时嵌入式软件的特征，将任务分为可抢占任务和不可抢占任务，同时，将每一次通信过程抽象称一个特殊的不可抢占任务，对它们分别进行建模，并提出动态调整优先级的策略。针对模型存在状态空间爆炸问题，提出最大并发集的概念，利用启发式算法计算系统可行调度表。 (3)提出满足时间约束下分布式实时嵌入式软件的能耗优化方案。分析了分布式实时嵌入式软件能耗需求，构造分布式实时嵌入式软件的能耗模型，基于模块中任务的特征，将模块细分为叶模块和叉模块，同时针对任务在模块中的位置不同，提出关键任务的概念。按照模块的特征及其关键任务的位置划分模块的相应子任务集，结合子任务集在分布式实时嵌入式软件运行过程所处的位置，提出空闲时间分配策略和子任务集的DVS调整方法。 (4)给出分布式实时嵌入式软件的容错策略，组建相应的容错模型，并将容错模型的可靠性分析转为对矩阵幂的计算。至底向上，依次构造备份，任务，模块，任务间通信和整个应用的容错模型，针对复杂系统的相应时间可达图庞大，推理效率低下等问题，提出转移矩阵的概念，进而将容错模型的可靠性分析转化对转移矩阵进行幂计算，利用保持可靠性不变的化简方案对转移矩阵进行化简，避免了由于状态爆炸带来的计算复杂性。