基于雙核嵌入式處理器的實時操作系統(tǒng)的內(nèi)核設(shè)計.pdf

1、雙核嵌入式處理器以其高性能，低主頻，高可靠性正得到許多芯片生產(chǎn)商的關(guān)注，它具有良好的管腳兼容性，與單板硬件設(shè)計上的與單核處理器具有良好的兼容性，得到許多電信設(shè)備制造商及嵌入式高端應(yīng)用集成商的垂青。但是雙核嵌入式處理器需要新的實時操作系統(tǒng)來進行支持，使其充分發(fā)揮雙核的高性能。 在支持雙核處理器的實時操作系統(tǒng)里，需要進行修改的部分主要集中在內(nèi)核部分，所以內(nèi)核設(shè)計是支持雙核處理器的關(guān)鍵點。本文正是抓住這個關(guān)鍵點來展開深入的研究。雙核處

2、理器與單核處理器的硬件架構(gòu)差異及影響，是研究的首要內(nèi)容。通過對雙核處理器架構(gòu)的研究，得出對雙核處理器架構(gòu)的一般抽象，作為后續(xù)研究的起點。 數(shù)據(jù)一致性問題是雙核處理器應(yīng)用的重要課題。通過對內(nèi)核的運行空間，任務(wù)的運行空間進行分析，推導(dǎo)出在雙核處理器環(huán)境中保證數(shù)據(jù)一致性的基本條件：任務(wù)運行空間的相對獨立性和內(nèi)核操作的可重入性。 內(nèi)核在雙核處理器環(huán)境下采用微內(nèi)核架構(gòu)。微內(nèi)核架構(gòu)以良好的模塊化構(gòu)成了一個緊湊系統(tǒng)核心。在對代碼分析的

3、基礎(chǔ)上，總結(jié)出代碼中所體現(xiàn)出現(xiàn)的內(nèi)核各模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，再結(jié)合雙核處理器的硬件特點，對模塊進行修改，相當(dāng)于對模塊作加法運算，使其滿足雙核處理器的雙指令流體系結(jié)構(gòu)。 按照微內(nèi)核架構(gòu)的思想，將內(nèi)核分為任務(wù)處理，信號量，消息隊列，中斷及異常處理四個主要模塊，同時對軟件上防止重入的鎖機制進行單獨地分析。在內(nèi)核中，實現(xiàn)對任務(wù)的透明調(diào)度，使用戶任務(wù)的運行并不用關(guān)心任務(wù)在雙核處理器上的哪個CORE里運行，其運行的結(jié)果都和在單核處理器上的運行結(jié)果