微型嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)mROS的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、微型嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)mROS的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文學(xué)生姓名：李建章指導(dǎo)教師：黃仁副教授專業(yè)：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院二O一一年四月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。低端微處理器由于成本較低，仍然是許多嵌入式系統(tǒng)的首選目標(biāo)。目前，基于低端微處理器的應(yīng)用，主要采用前后臺(tái)系統(tǒng)的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。在這樣的應(yīng)用中，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和維護(hù)較難，對(duì)外界事件的響應(yīng)較慢，實(shí)時(shí)性較差。

2、為解決以上問題，充分發(fā)揮低端微處理器的潛能，采用多任務(wù)系統(tǒng)是一種有效的解決途徑。然而，現(xiàn)有嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)對(duì)存儲(chǔ)資源需求較高，不適用于存儲(chǔ)資源有限的低端微處理器。因此，實(shí)現(xiàn)一種微型的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)將具有重要的意義。本文通過(guò)對(duì)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的分析研究，針對(duì)8位低端微處理器設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種可移植的微型嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)——mROS(microEmbeddedRealTimeOperatingSystem)，包括任務(wù)管

3、理、任務(wù)通信、時(shí)間管理和驅(qū)動(dòng)管理4個(gè)模塊。在任務(wù)管理模塊中，mROS采用了基于優(yōu)先級(jí)的搶占式調(diào)度策略，根據(jù)任務(wù)控制塊中的wait信號(hào)判斷調(diào)度的時(shí)機(jī)。當(dāng)wait信號(hào)到來(lái)時(shí)，調(diào)度器就會(huì)立即得到執(zhí)行，有效地保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。在任務(wù)通信模塊中，mROS采用了“信號(hào)命令隊(duì)列”的思想，信號(hào)解決了任務(wù)間的同步問題，命令隊(duì)列用于數(shù)據(jù)信息的傳遞。在時(shí)間管理模塊中，mROS采用了獨(dú)立的時(shí)間控制結(jié)構(gòu)體，用于定義軟件定時(shí)器，由系統(tǒng)的時(shí)鐘節(jié)拍驅(qū)動(dòng)軟件定時(shí)器工作

4、，為任務(wù)提供定時(shí)和延時(shí)功能。在驅(qū)動(dòng)管理模塊中，mROS采用函數(shù)指針表的思想，屏蔽了底層硬件的差異，為應(yīng)用開發(fā)提供了統(tǒng)一的驅(qū)動(dòng)管理功能。在可移植性方面，mROS采用了分層的設(shè)計(jì)思想，主體代碼架構(gòu)在硬件抽象層之上，通過(guò)硬件抽象層屏蔽掉微處理器體系結(jié)構(gòu)的差異。最后，在低端單片機(jī)STC89C58平臺(tái)上進(jìn)行綜合測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，mROS能夠有效地運(yùn)行在低端微處理器上。在存儲(chǔ)資源的占有方面，mROS比μCOSII節(jié)省了約24%的存儲(chǔ)資源。在實(shí)時(shí)性