文档介绍：青岛大学
硕士学位论文
嵌入式系统开发平台——核心层的设计与实现
姓名:胡晓辉
申请学位级别:硕士
专业:计算机软件与理论
指导教师:邵峰晶
20070531
摘要关键词:嵌入式系统开发平台;实时性:可裁减性;核心层的可裁剪性和实时性已经成为当今嵌入式系统开发过程中一个亟待解决的关键能够支持嵌入式系统资源复用、缩短嵌入式系统开发周期、提高嵌入式系统开发效率的嵌入式系统开发平台是嵌入式产品开发的有效工具。但嵌入式系统产品以应用为中心,不同的应用产品具有不同的功能,另外大多数应用产品对实时性有较高要求,因此,如何科学合理的设计和实现嵌入式系统开发平台本文主要内容为研究并实现基于层次模型的嵌入式系统开发平台的核心层。关键技术研究是该层功能的设计与实现。核心层是开发平台中涉及任务管理、异常与中断管理以及内存管理等系统资源分配的重要一层,其功能是实现嵌入式实时操作系统内核。本文在对现有的嵌入式实时操作系统内核以及其实时性和可裁减性分析的基础上,提出并实现了嵌入式系统开发平台核一愕氖现方案。方案将嵌入式系统开发平台核心层分为瞿?椋喝挝窆芾砟?椋斐S中断管理模块以及内存管理模块。任务管理模块中,设计了任务控制块⒍匀挝褡刺辛讼晗傅划分,通过在任务调度中引入就绪队列、设置任务调度变量提高了任务调度的实时性:通过在并发控制中引入事件控制块、信号量、互斥型信号量、事件标志组、消息邮箱以及消息队列等方式实现了任务间的协调运行。异常与中断管理模块中,分析了异常处理原理,并设计了狧与核心层之间异常处理函数的接口和应用程序异常处理函数接口:给出了中断处理模型,设计了中断处理流程和中断处理服务接口;此外还将异常和中断管理函数设计为以库函数或镅院甑男问焦┦褂谜叩饔茫醵塘艘斐;蛑卸洗淼内存管理模块中,设计了内存控制块,通过内存控制块来跟踪每一个内存分区,以特殊的内存分块管理技术实现了内存分区,在较大程度上避免了内存碎片的产生。在课题组自主开发的嵌入式系统开发平台的支持下,该核心层可实现嵌入式实时操作系统内核的功能。与现有的嵌入式实时操作系统内核相比,该核心层所实现的实时操作系统内核具有较好的实时性和可裁减性,可满足当前对嵌入式系统开发的要求。问题。响应时尽‘
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第一章引言选题的背景与研究意义国内外研究动态供的系统调用接口对上层低彻δ懿提供的各种计算资源作为客户任务的核心层是基于层次模型的嵌入式系统开发平台的重要部分之一,其主要任务为利用下层布橄蟛提供的接口对各种物理器件进行统一的结构化管理,完成任务调度和通信、内存管理等基本功能,通过上层低彻δ懿提请求和响应进行必要的同步和调度。本章阐述了课题的研究背景及意义,并对国内外核心层的实现方案作了动态分析。基于层次模型的嵌入式系统开发平台是本课题组为了解决嵌入式系统资源的复用问题,使嵌入式系统设计厂商能够保证产品的快速上市和产品开发的低成本而提出的。嵌入式操作系统是嵌入式系统的核心,当前应用十分广泛,如飞机、卫星、火箭、手机、随身听等都有具有嵌入式操作系统彼孀湃嗣嵌郧度胧讲品响应时间的要求越来越高以及嵌入式产品更新换代的周期的缩短口胴,这就对嵌入式操作系统的实时性和可裁减性提出了更高的要求。因此实时性和可裁减性已经成为当前衡量嵌入式系统开发的重要标准。课题组提出的嵌入式系统开发平台包含软件与硬件系统,其目的是最大限度地进行资源的复用,并且实现嵌入式系统开发平台的实时性和可裁减性。核心层是开发平台中的重要一层,其功能是实现嵌入式实时操作系统内核,核心层的实时性能和可裁减性能的好坏直接影响到整个嵌入式系统开发平台的实时性能和可裁减性能的优劣,所以要实现嵌入式系统开发平台核心层的实时性和可裁减性,从而提高整个嵌入式系统开发平台的实时